GW82-1500金风技术资料-中文(3)

升机、偏航系统等，外部还有测风系统。根据性质不同，机舱可分为三个部分：1）传递载荷的铸件部分；2）供维护人员使用的工作平台；3）由玻璃纤维原料制造的壳体。 3.3.5 偏航系统

金风1500kW风力发电机组采用主动偏航对风形式。在机舱后部有两个互独立的传感器——风速计和风向标。风向标的信号反映出风机与主风向之间有偏离，当风向持续发生变化时，控制器根据风向标传递的信号控制叁个偏航驱动装置转动机舱对准主风向，偏离主风向的误差在±4度内。

该系统具有以下特点：

a) 偏航轴承采用“零游隙”设计的四点接触球轴承，以增加整机的运转平稳性，增强抗冲击载荷能力；

b) 偏航工作时，10个偏航刹车闸都加有部分刹车载荷（20bar－30bar的余压），使得偏航过程中始终有阻尼存在，保证偏航时机舱平稳转动；

c) 采用了力矩特性较软的多极电机驱动，结合风电场的工况，可优化机组偏航转速，保证较小的冲击；

d) 偏航刹车为液压驱动刹车，静止时偏航刹车闸将机舱牢固锁定；偏航时，刹车仍然保持一定的余压，使偏航运动更加平稳，避免可能发生的振动现象。

e) 位于偏航电机驱动轴上的电磁刹车具有失效保护功能，在出现外部故障（如断电）时，电磁制动系统仍能使机组的偏航系统处于可靠的锁定状态。

f) 偏航减速箱的齿轮采用渗碳淬火、磨削加工的硬齿面技术。

g) 偏航齿也采用硬齿面技术，其中外齿圈齿面采用特殊工艺，提高齿面硬度值至50HRC以上，避免了长期运行产生磨损。

h) 偏航电机采用大功率低转速的设计方案，从而使偏航过程更加平稳。

i) 优化设计偏航控制系统，对偏航的路径选择进行智能判断，机组在风速较小的状态下，自行解缆，避免了高风速段偏航解缆造成的发电量损失。 3.3.6 机组运行及安全系统

金风1500kW风力发电机组是全天候自动运行的设备,整个运行过程都处于严密控制之中。其安全保护系统分三层结构：计算机系统，独立于计算机的安全链，器件本身的保护措施。在机组发生超常振动、过速、电网异常、出现极限风速等故障时保护机组。对于电流、功率保护，采用两套相互独立的保护机构，诸如电网电压过高，风速过大等不正常状态出现后，电控系统会在系统恢复正常后自动复位，机组重新启动。

具体运行过程为：

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a) 当风速持续10min（可设置）超过3m/s，风机将自动启动。叶轮转速大于9rpm／min时并入电网。

b) 随着风速的增加，发电机的出力随之增加，当风速大于10m/s时，达到额定出力，超出额定风速机组进行恒功率控制。

c) 当风速高于22m/s持续10min，将实现正常刹车（变桨系统控制叶片进行顺桨，转速低于切入转速9rpm／min，风力发电机组脱网）。

d) 当风速高于25m/s并持续10s钟时，实现正常刹车。 e) 当风速高于29m/s并持续1s时，实现正常刹车。 f) 当遇到一般故障时，实现正常刹车。

g) 当遇到特定故障时，实现紧急刹车（变流器脱网，叶片以10°/s的速度顺桨）。 3.3.7 控制系统

金风1500kW风力发电机组配备的电控系统以可编程控制器为核心，控制电路是由PLC中心控制器及其功能扩展模块组成。主要实现风力发电机正常运行控制、机组的安全保护、故障检测及处理、运行参数的设定、数据记录显示以及人工操作，配备有多种通讯接口，能够实现就地通讯和远程通讯。

控制系统原理图

3.3.7.1 电控系统的组成

金风1500kW风力发电机组的电气控制系统由低压电气柜、电容柜、控制柜、变流柜、水冷柜、机舱控制柜、三套变桨柜、传感器和连接电缆等组成，电控系统包含正常运行控制、运行状态监测和安全保护三个方面的职能。

低压电气柜：风力发电机组的主配电系统，连接发电机与电网，为风机中的各执行机构提供电源，同时也是各执行机构的强电控制回路。

电容柜:为了保证电网的供电质量，在逆变器与电网之间设计有LC滤波回路。

控制柜：控制柜是机组可靠运行的核心，主要完成数据采集及输入、输出信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与机舱柜、变桨柜通讯，接收机舱和轮箍内变桨系统信号；与中央监控系统通讯、传递信息。

变流柜：变流系统主电路采用交－直－交结构，将发电机输出的非工频交流电通过变流柜变换成工频交流电并入电网。

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水冷柜：变流系统的冷却装置。

机舱控制柜：采集机舱内的各个传感器、限位开关的信号；采集并处理叶轮转速、发电机转速、风速、温度、振动等信号。

变桨柜：实现风力发电机组的变桨控制，在额定功率以上通过控制叶片桨距角使输出功率保持在额定状态。在停机时，调整桨叶角度，使风力发电机处于安全转速下。

正常运行控制包括机组自动启动，变流器并网，主要零部件除湿加热，机舱自动跟踪风向，液压系统开停，散热器开停，机舱扭缆和自动解缆，电容补偿和电容滤波投切以及低于切入风速时自动停机。

监测系统主要监测电网的电压、频率，发电机输出电流、功率、功率因数，风速，风向，叶轮转速，发电机转速，液压系统状况，偏航系统状况，风力发电机组关键设备的温度及户外温度等，控制器根据传感器提供的信号控制风力机组的可靠运行。

安全保护系统分三层结构：计算机系统（控制器），独立于控制器的紧急停机链和个体硬件保护措施。微机保护涉及到风力机组整机及零部件的各个方面，紧急停机链保护用于整机严重故障及人为需要时，个体硬件保护则主要用于发电机和各电气负载的保护。

电控系统的设计和实施结果能够满足风力发电机组无人值守、自动运行、状态控制及监测的要求。

3.3.7.2 变流装置

金风MW级直驱永磁同步风力发电系统通过变流装置和变压器接入电网，其中变流系统主电路采用交－直－交结构，将永磁同步风力发电机发出的能量通过变压器送入电网，

变流系统的主电路图如图所示：

变流系统主电路原理图

变流装置按照我公司永磁同步风力发电机的特点专门设计，与六相永磁同步发电机具有很好的适应性，通过六相可控整流，有效减少或抑制了电机侧的谐波转矩脉动，同时对电机绕组几乎没有du/dt的影响。另外，从上图可看出，变流装置主回路采用多重化并联技术，提高了系统容量（小容量功率器件可用在大容量系统中）、减少了输出电流谐波。中间斩波升压是三重斩波升压，起到了稳压和升压作用，适应了风机的最大风能捕获策略，即把变动的发电机输出电压，与整流回路一起最终稳定在DC-Link电压设定值附近，使DC-Link电压稳定在逆变环节所需的直流电压上。DC/AC变换部分采用两重逆变策略，通过采用先进的PWM脉宽调制技术，有效减少了输出谐波（THD％<3%）、提高了系统容量。通过控制上的优化，使电压闪变指标在国际技术标准允许范围之内。

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随着风电机组生产制造技术的进步及风电在电网总装机容量中所占比例的提高，目前风电发达国家出台的风电并网导则都对风电场提出了更高的要求：在规定的故障及电网电压跌落期间，保证一定时间范围内风电场能够连续运行而不脱离电网，甚至要求风电场在电网故障发生后发出无功功率参与电网的电压控制。也就是要求风电场具有低电压穿越(Low Voltage Ride-Through，LVRT)功能。

下图所示为金风科技1.5MW 永磁直驱风电机组LVRT 功能的具体要求。阴影部 …… 此处隐藏：2684字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……