風(fēng)電控制系統(tǒng)基本功能
       （1）數(shù)據(jù)采集（DAS）功能：包括采集電網(wǎng)宛瞄、氣象问欠、機(jī)組參數(shù)俺榆，實(shí)現(xiàn)控制感昼、報警、記錄罐脊、曲線功能等定嗓；
       （2）機(jī)組控制功能：包括自動啟動機(jī)組、并網(wǎng)控制萎雁、轉(zhuǎn)速控制长恒、功率控制、無功補(bǔ)償控制您眉、自動對風(fēng)控制北取、解纜控制、自動脫網(wǎng)林皇、安全停機(jī)控制等涯翠；
       （3）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能：包括機(jī)組參數(shù)、相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控妓付，歷史和實(shí)時曲線功能憔吉，機(jī)組運(yùn)行狀況的累計監(jiān)測等。
       1滚胎、數(shù)據(jù)采集（DAS）功能
       機(jī)組運(yùn)行過程中進(jìn)行監(jiān)測的相關(guān)參數(shù)包括：
       （1）電網(wǎng)參數(shù)肿讽，包括電網(wǎng)三相電壓、三相電流田搏、電網(wǎng)頻率找田、功率因數(shù)等。電壓故障檢測：電網(wǎng)電壓閃變着憨、過電壓墩衙、低電壓、電壓跌落甲抖、相序故障底桂、三相不對稱等。
       （2）氣象參數(shù)惧眠，包括風(fēng)速籽懦、風(fēng)向于个、環(huán)境溫度等。
       （3）機(jī)組狀態(tài)參數(shù)檢測暮顺，包括：風(fēng)輪轉(zhuǎn)速厅篓、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)線圈溫度捶码、發(fā)電機(jī)前后軸承溫度羽氮、齒輪箱油溫度、齒輪箱前后軸承溫度惫恼、液壓系統(tǒng)油溫舀美、油壓、油位垃燃、機(jī)艙振動玉桅、電纜紐轉(zhuǎn)、機(jī)艙溫度等介然。
       風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的上位機(jī)和塔座觸摸屏站均可實(shí)現(xiàn)機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)視掷锻，實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的顯示、記錄盗晨、曲線蔑来、報警等功能。
       2献鬼、機(jī)組啟停澈虱、發(fā)電控制
       （1）主控系統(tǒng)檢測電網(wǎng)參數(shù)、氣象參數(shù)许夺、機(jī)組運(yùn)行參數(shù)表牲，當(dāng)條件滿足時，啟動偏航系統(tǒng)執(zhí)行自動解纜挑庶、對風(fēng)控制，釋放機(jī)組的剎車盤软能，調(diào)節(jié)槳距角度迎捺，風(fēng)車開始自由轉(zhuǎn)動，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)查排。
       （2）當(dāng)外部氣象系統(tǒng)監(jiān)測的風(fēng)速大于某一定值時凳枝，主控系統(tǒng)啟動變流器系統(tǒng)開始進(jìn)行轉(zhuǎn)子勵磁，待發(fā)電機(jī)定子輸出電能與電網(wǎng)同頻跋核、同相岖瑰、同幅時，合閘出口斷路器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電砂代。
       （3）風(fēng)力機(jī)組功率蹋订、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
       根據(jù)風(fēng)力機(jī)特性率挣，當(dāng)機(jī)組處于最佳葉尖速比λ運(yùn)行時，風(fēng)機(jī)機(jī)組將捕獲得最大的能量露戒，雖理論上機(jī)組轉(zhuǎn)速可在任意轉(zhuǎn)速下運(yùn)行椒功，但受實(shí)際機(jī)組轉(zhuǎn)速限制、系統(tǒng)功率限制趋肖，不得不將該階段分為以下幾個運(yùn)行區(qū)域：即變速運(yùn)行區(qū)域硫舞、恒速運(yùn)行區(qū)域和恒功率運(yùn)行區(qū)。額定功率內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)包括：變速運(yùn)行區(qū)（最佳的λ）和恒速運(yùn)行區(qū)乍询。
       當(dāng)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)后铅惋，轉(zhuǎn)速小于極限轉(zhuǎn)速、功率低于額定功率時椰锹，根據(jù)當(dāng)前實(shí)際風(fēng)速泪滥，調(diào)節(jié)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，使機(jī)組工作在捕獲最大風(fēng)能的狀態(tài)膊抄。
       由于風(fēng)速儀測量點(diǎn)的風(fēng)速與作用于槳葉的風(fēng)速存在一定誤差存站，所以轉(zhuǎn)距觀測器來預(yù)測風(fēng)力機(jī)組的機(jī)械傳動轉(zhuǎn)距，在通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)距的對應(yīng)關(guān)系推出轉(zhuǎn)速膛逞。 ω為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速期望值滚曾。 Tm為轉(zhuǎn)距的觀測值。Kopt為最佳轉(zhuǎn)速時的比例常數(shù)蟹幔。
       當(dāng)風(fēng)速增加使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)上限后制依，主控制器需維持轉(zhuǎn)速恒定，風(fēng)力機(jī)組發(fā)出的電功率惨奕，隨風(fēng)速的增加而增加雪位，此時機(jī)組偏離了風(fēng)力機(jī)的最佳λ曲線運(yùn)行。
       當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)增加梨撞，使轉(zhuǎn)速雹洗、功率都達(dá)到上限后，進(jìn)入恒功率運(yùn)行區(qū)運(yùn)行卧波，此狀態(tài)下主控通過變流器时肿，維持機(jī)組的功率恒定，主控制器一方面通過槳距系統(tǒng)的調(diào)節(jié)減少風(fēng)力攻角港粱，減少葉片對風(fēng)能的捕獲螃成；另一方面通過變流器降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速節(jié)，使風(fēng)力機(jī)組偏離最佳λ曲線運(yùn)行查坪，維持發(fā)電機(jī)的輸出功率穩(wěn)定寸宏。
       3、風(fēng)電控制系統(tǒng)輔助設(shè)備邏輯
       （1）發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
       監(jiān)控發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，通過3臺冷卻風(fēng)扇和4臺電加熱器氮凝，控制發(fā)電機(jī)線圈溫度羔巢、軸承溫度、滑環(huán)室溫度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)帖与，相關(guān)邏輯如下：
       當(dāng)發(fā)電機(jī)溫度升高至某設(shè)定值后萍卑，起動冷卻風(fēng)扇，當(dāng)溫度降低到某設(shè)定值時架看，停止風(fēng)扇運(yùn)行爬韧；當(dāng)發(fā)電機(jī)溫度過高或過低并超限后，發(fā)出報警信號锦列，并執(zhí)行安全停機(jī)程序奏喜。
       當(dāng)溫度越低至某設(shè)定值后，起動電加熱器誊预，溫度升高至某設(shè)定值后時效益，停止加熱器運(yùn)行；同時電加熱器也用于控制發(fā)電機(jī)的溫度端差在合理的范圍內(nèi)寡瘩。
       （2）液壓系統(tǒng)
       機(jī)組的液壓系統(tǒng)用于偏航系統(tǒng)剎車缔道、機(jī)械剎車盤驅(qū)動。機(jī)組正常時管书，需維持額定壓力區(qū)間運(yùn)行享甸。
液壓泵控制液壓系統(tǒng)壓力，當(dāng)壓力下降至設(shè)定值后梳侨，啟動油泵運(yùn)行蛉威，當(dāng)壓力升高至某設(shè)定值后，停泵走哺。
       （3）氣象系統(tǒng)
       氣象系統(tǒng)為智能氣象測量儀器蚯嫌，通過RS485口和控制器進(jìn)行通訊，將機(jī)艙外的氣象參數(shù)采集至控制系統(tǒng)丙躏。根據(jù)環(huán)境溫度控制氣象測量系統(tǒng)的加熱器以防止結(jié)冰择示。
       閃光障礙燈控制，每個葉片的末端安裝閃光障礙燈晒旅，在夜晚點(diǎn)亮栅盲。
       機(jī)艙風(fēng)扇控制機(jī)艙內(nèi)環(huán)境溫度。
       （4）電動變槳距系統(tǒng)
       變槳距系統(tǒng)包括每個葉片上的電機(jī)敢朱、驅(qū)動器剪菱、以及主控制PLC等部件摩瞎，該P(yáng)LC通過CAN總線和機(jī)組的主控系統(tǒng)通訊拴签，是風(fēng)電控制系統(tǒng)中槳距調(diào)節(jié)控制單元，變槳距系統(tǒng)有后備DO順槳控制接口。槳距系統(tǒng)的主要功能如下： 緊急剎車順槳 系統(tǒng)控制劫陌，在緊急情況下折焙，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)順槳控制。 通過CAN通訊接口和主控制器通訊碱框，接受主控指令层漠，槳距系統(tǒng)調(diào)節(jié)槳葉的節(jié)角距至預(yù)定位置。 槳距系統(tǒng)和主控制器的通訊內(nèi)容包括：
       槳葉A位置反饋
       槳葉B位置反饋
       槳葉C位置反饋
       槳葉節(jié)距給定指令
       槳距系統(tǒng)綜合故障狀態(tài)
       葉片在順槳狀態(tài)
       順槳命令
       （5）增速齒輪箱系統(tǒng)
       齒輪箱系統(tǒng)用于將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增速至雙饋發(fā)電機(jī)的正常轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍內(nèi)册灾，需監(jiān)視和控制齒輪油泵涨旨、齒輪油冷卻器、加熱器拷拗、潤滑油泵等等槽叮。
       當(dāng)齒輪油壓力低于設(shè)定值時，起動齒輪油泵涩霞；當(dāng)壓力高于設(shè)定值時津贩，停止齒輪油泵。當(dāng)壓力越限后睦绍，發(fā)出警報尝江，并執(zhí)行停機(jī)程序。
       齒輪油冷卻器/加熱器控制齒輪油溫度：當(dāng)溫度低于設(shè)定值時英上，起動加熱器炭序，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時停止加熱器；當(dāng)溫度高于某設(shè)定值時善延，起動齒輪油冷卻器少态，當(dāng)溫度降低到設(shè)定值時停止齒輪油冷卻器。
潤滑油泵控制易遣，當(dāng)潤滑油壓低于設(shè)定值時彼妻，起動潤滑油泵，當(dāng)油壓高于某設(shè)定值時豆茫，停止?jié)櫥捅谩?
       （6）偏航系統(tǒng)控制
       根據(jù)當(dāng)前的機(jī)艙角度和測量的低頻平均風(fēng)向信號值侨歉，以及機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)、負(fù)荷信號揩魂，調(diào)節(jié)CW（順時針）和CCW（逆時針）電機(jī)幽邓，實(shí)現(xiàn)自動對風(fēng)、電纜解纜控制火脉。
       自動對風(fēng)：當(dāng)機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)時核必，根據(jù)機(jī)艙角度和測量風(fēng)向的偏差值調(diào)節(jié)CW、CCW電機(jī)品糯，實(shí)現(xiàn)自動對風(fēng)荒鳖。（以設(shè)定的偏航轉(zhuǎn)速進(jìn)行偏航居饵，同時需要對偏航電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測）
自動解纜控制：當(dāng)機(jī)組處于暫停狀態(tài)時，如機(jī)艙向某個方向扭轉(zhuǎn)大于720度時末昂，啟動自動解纜程序减严，或者機(jī)組在運(yùn)行狀態(tài)時，如果扭轉(zhuǎn)大于1024度時二蚓，實(shí)現(xiàn)解纜程序肮碗。
       （7）大功率變流器通訊
       主控制器通過CANOPEN通訊總線和變流器通訊，變流器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)/脫網(wǎng)控制停就、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)始踪、有功功率控制、無功功率控制：
       并網(wǎng)和脫網(wǎng)：變流器系統(tǒng)根據(jù)主控的指令颈癌，通過對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵磁伊厉，將發(fā)電機(jī)定子輸出電能控制至同頻、同相坦冠、同幅形耗，再驅(qū)動定子出口接觸器合閘，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)辙浑；當(dāng)機(jī)組的發(fā)電功率小于某值持續(xù)幾秒后或風(fēng)機(jī)或電網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時激涤，變流器驅(qū)動發(fā)電機(jī)定子出口接觸器分閘，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的脫網(wǎng)判呕。
       發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：機(jī)組并網(wǎng)后在額定負(fù)荷以下階段運(yùn)行時倦踢，通過控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)機(jī)組在最佳λ曲線運(yùn)行，通過將風(fēng)輪機(jī)當(dāng)做風(fēng)速儀測量實(shí)時轉(zhuǎn)距值侠草，調(diào)節(jié)機(jī)組至最佳狀態(tài)運(yùn)行辱挥。
       功率控制：當(dāng)機(jī)組進(jìn)入恒定功率區(qū)后，通過和變頻器的通訊指令边涕，維持機(jī)組輸出而定的功率晤碘。
       無功功率控制：通過和變頻器的通訊指令，實(shí)現(xiàn)無功功率控制或功率因數(shù)的調(diào)節(jié)功蜓。
       8）安全鏈回路
       安全鏈回路獨(dú)立于主控系統(tǒng)园爷，并行執(zhí)行緊急停機(jī)邏輯，所有相關(guān)的驅(qū)動回路有后備電池供電丑辖，保證系統(tǒng)在緊急狀態(tài)可靠執(zhí)行卷芜。
       三、目前我廠技術(shù)狀態(tài)及對策
       目前我廠已擁有發(fā)電機(jī)技術(shù)咏编，變流系統(tǒng)正在研發(fā)中元粹，已在2010年初完成，其它技術(shù)尚處于空白之中理侄，為快速進(jìn)入市場考慮勺激，應(yīng)采取兩條腿走路的方案贯森，即自主研發(fā)和技術(shù)引進(jìn)。目前擁有此項技術(shù)的國內(nèi)廠家有南京科遠(yuǎn)自動化集團(tuán)股份有限公司等廠家褒饱，北京景新也擁有此項技術(shù)，并在1MW機(jī)組上試運(yùn)行搞吱。
自主研發(fā)方面援儡，鑒于風(fēng)電控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，需與有實(shí)力的高校發(fā)合硼县，研發(fā)中需設(shè)立多個分項目酿装，因為該項目包含計算機(jī)硬件、電力電子晦嵌、軟件同辣、通迅等項技術(shù)，按功能也是分散在風(fēng)電機(jī)組各處惭载。

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