风力发电机组控制系统

昝润鹏

双馈机运行原理图

?控制系统利用DSP或单片机，在正常运行状态下，主

要通过对运行过程中对输入信号的采集、传输、分析，来控制风电机组的转速和功率；如发生故障或其它异常情况能自动地检测并分析确定原因，自动调整排除故障或进入保护状态

?DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。

?控制系统主要任务就是能自动控制风电机组依照其特性运行、故障的自动检测并根据情况采取相应的措施。

?控制系统包括控制和检测两部分，控制部分又分为手动和自动。运行维护人员可在现场根据需要进行手动控制，自动控制应该在无人值守的条件下实施运行人员设置的控制策略，保证机组正常安全运行。?检测部分将各种传感器采集到的数据送到控制器，经过处理作为控制参数或作为原始记录储存起来，在机组控制器的显示屏上可以查询，也要送到风电场中央控制室的电脑系统，通过网络或电信系统现场数据还能传输到业主所在城市的办公室。

?第一：低于切入风速区域。一旦满足切入条件，控制启动风机。

?第二：切入风速到额定风速区域。控制目标是最大风能捕获，通常将桨距角保持在某个优化值不变，通过发电机转矩控制叶轮转速，实现最佳叶尖速比。

?第三：超过额定风速区域。通过变桨控制保持输出功率和叶轮转速恒定。叶尖速比：叶轮的叶尖线速度与风速之比。叶尖速比在5-15时，具有较高的风能利用系数Cp（最大值是0.593）。通常可取6-8。

?风传感器：风速、风向；

?温度传感器：空气、润滑油、发电机线圈等；

?位置传感器：润滑油、刹车片厚度、偏航等；

?转速传感器：叶轮、发电机等；

?压力传感器：液压油压力，润滑油压力等；?特殊传感器：叶片角度、电量变送器等；

?⑴控制系统保持风力发电机组安全可靠运行，同时高质量地将不断变化的风能转化为频率、电压恒定的交流电送入电网。?⑵控制系统采用计算机控制技术实现对风力发电机组的运行参数、状态监控显示及故障处理，完成机组的最佳运行状态管理和控制。

?⑶利用计算机智能控制实现机组的功率优化控制，定桨距恒速机组主要进行软切入、软切出及功率因数补偿控制，对变桨距风力发电机组主要进行最佳叶尖速比和额定风速以上的恒功率控制。

?⑷大于开机风速并且转速达到并网转速的条件下，风力发电机组能软切入自动并网，保证电流冲击小于额定电流。

?举一个例子：制动系统的偏航刹车在运行时是利用液压系统的高压油保持叶片迎风角度的；同时保持风机停机时候的转子刹车压力，一旦发生液压系统失灵或电网停电，偏航系统将偏航，叶片将顺浆，并且到达一定条件后转子刹车将启动，此时风轮被制动停止旋转。

?根据风电机组的结构载荷状态、风况、变桨变速风电机组的特点及其它外部条件，将风电机组的运行情况主要分为以下几类：待机状态、发电状态、大风停机方式、故障停机方式、人工停机方式和紧急停机方式。

?待机状态：风轮自由转动，没有发电（风速为0～3m／s），刹车释放；

?发电状态：发电状态Ⅰ：启动后，到额定风速前，刹车释放；发电状态Ⅱ：额定风速到切出风速（12～25m／s），刹车释放；

?故障停机方式：故障停机方式划分为：可自启动故障和不可自启动故障。停机方式为正常刹车程序：即先叶片顺桨，当发电机转速降至设定值后，启动机械刹车。

?人工停机方式：这一方式下的刹车为正常刹车，即先叶片顺桨，当发电机转速降至设定值后启动机械刹车。这一停机方式不能自启动，需要人工启动。

?紧急停机方式：紧急停机方式适应于安全保护系统，安全保护系统包括：电网掉电，发电机超速、转子过速、机舱过震动、紧急按钮动作等。这种状态下风电机组叶片顺桨和机械刹车同时动作，这种状态需要人工进行恢复。

?一、风电机组控制系统结构?二、控制系统组成

?三、控制系统硬件组成?四、重要卡件介绍

?五、通讯及安全链系统?六、控制模式介绍

风电机组控制系统结构

塔底柜UPS

控制站（主站）光电转换器塔底从站温控开关

24V 开关UPS

超速模块机舱柜

机舱从站光电转换器机舱从站（22）

PLC主站

CX1500CX1020CX1100KL9210KL6940 KL9010

塔底从站

从左到右

BK3150,KL9210,KL1104（4片）,KL2134（3片）,KL1904,KL3204,KL3403,KL9010

风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统

风力发电机组典型火灾原因分析与消防系统文章通过研究几例风力发电机组典型火灾事故，按照火灾发生部位进行分类对风机火灾事故的发生原因进行分析，阐述了风电机组专用消防系统的构成和工作原理。标签：风力发电机组；火灾；消防系统 1 引言中国风能资源丰富，大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变化、促进经济社会可持续发展具有重要意义。近年在国家一系列政策的推动下，风电装机容量迅速增长，风电装备制造业也快速发展。2011年我国并网风电超过50GW，当年并网14.5GW，均稳居世界第一。随着大批量各种型号的风电机组投运和运行时间的增加，各类事故频发，其中火灾事故占有相当大的比例，多造成风电机组全部烧毁，给企业带来巨大的经济损失。 2 风电发展现状介绍根据全球风能理事会最新数据显示，1996年至2011年间全球风电年新增装机容量从1996年的1280MW增至2011年41236MW，全球风电累计装机容量年复合增长率为25.86%，累计装机容量1996年6100MW增至2011年238，351MW。可以看出全球风电累计总装机容量逐年稳步增长。 2012年3月，中国可再生能源学会风能专业委员会正式公布《2011年中国风电装机容量统计》。2011年中国（不包括台湾地区）新增安装风电机组11409台，装机容量17630.9MW，累计安装风电机组45894台，装机容量62364.2MW，年增长39.4%。2012年6月，中国并网风电5258万千瓦，取代美国成为世界第一风电大国。风力发电是利用风能来发电，而风力发电机组（简称风电机组）是将风能转化为电能的机械。风电机组主要由叶轮、传动系统、发电机、控制系统、偏航系统、塔架与基础等部分组成。风电机组基本结构见图1所示。图1 风力发电机组结构图 3 风电机组典型火灾事故随着风电产业迅猛发展，投运风电机组数量高速增加，风电机组火灾事故的发生数量也越来越多。火灾不仅给风机带来毁灭性的破坏，如果附近的草原或者林场连带点燃，将会带来更大的经济损失和社会风险。风机往往安装在距离地面几十米甚至百米以上的高空，一旦发生火灾，在地面进行灭火显然不切实际。美国风机协会有一项统计，在风力发电行业中，火灾在保险索赔中占有7%的份额，

我国大型风电机组技术发展情况

截至2013年底，国内约30家大型风电机组整机制造企业已向国内外风电市场提供了合格的大型风电机组整机产品。2013年在我国风电场建设中，国产风电机组的市场占有率达到94%，大幅超过外资企业。其中，在国内新增总装机占比中，金风科技的份额最大，占23.31%；联合动力第二，占9.25%；广东明阳第三，占7.99%。通过对我国大型风电机组发展情况的分析，归纳出我国大型风电机组技术主要呈现如下特点。 1 水平轴风电机组是主流水平轴风电机组的应用已近100年。由于水平轴风电机组的风轮具有风能转换效率高、传动轴较短、控制和制动技术成熟、制造成本较低、并网技术可靠等优点，近年来大型并网水平轴风电机组得到快速发展，使大型双馈式和直驱永磁式等水平轴风电机组成为国内大型风电场建设所需的主流机型，并在国内风电场建设中占到100%的市场份额。 2 垂直轴风电机组有所发展大型垂直轴风电机组因具有全风向对风、变速装置及发电机可置于风轮下方或地面等优点。近年来相关研究和开发也在不断进行并取得一定进展，单机试验示范正在进行，在美国已有大型垂直轴风电机组在风电场运行，但在我国还无垂直轴风电机组产品在风电场成功应用的先例。 3 风电机组单机容量持续增大近年来，国内风电市场中风电机组的单机容我国大型风电机组技术发展情况中国农业机械化科学研究院 ■ 沈德昌量持续增大，2012年新安装机组的平均单机容量达1.65 MW ， 2013年为1.73 MW 。2013年我国风电场安装的最大风电机组为6 MW 。随着单机容量不断增大和利用效率的提高，国内主流机型已从2005年的750～850 kW 增加到2014年的1.5～2.5 MW 。近年来，海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展。我国华锐风电的3 MW 海上风电机组已在海上风电场批量应用。3.6、4、5、5.5、6和6.5 MW 的海上风电机组已陆续下线或投入试运行。目前，华锐、金风、联合动力、湖南湘电、重庆海装、东方汽轮机、广东明阳和太原重工等公司都已研制出5～6.5 MW 的大容量海上风电机组产品。 4 变桨变速功率调节技术得到全面应用由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全高效等优点，近年在大型风电机组上得到广泛应用。结合变桨距技术的应用及电力电子技术的发展，大多数风电机组制造厂商采用了变速恒频技术，并开发出变桨变速风电机组，在风能转换效率上有了进一步完善和提高。从2012年起，国内定桨距并网风电机组已停止生产，在全国安装的风电机组全部采用了变桨变速恒频技术。2 MW 以上的风电机组大多采用3个独立的电控调桨机构，通过3组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。 5 双馈异步发电技术仍占主导地位外资企业如丹麦V estas 公司、西班牙Gamesa 收稿日期：2014-11-27 通信作者：沈德昌，男，研究员，中国农业机械化科学研究院。shendc06@https://www.360docs.net/doc/1d4277340.html,

风力发电机组安全保护系统

风力发电机组保护系统在方案设计阶段，应在风力发电机组的系统方案框架内建立其运行管理，以使系统运行最佳化，并且保证万一发生故障时，仍能使风力发电机组保持在安全状态。通常，风力发电机组的运行管理由控制系统执行。气程序逻辑应保证风力发电机组在规定的条件下能有效、安全和可靠地运行。风力发电机组的安全方案由保护系统执行。安全方案应考虑像许用超转速度、减速力矩、短路力矩、允许的振动等有关使用值范围以及随即故障、操作失误等不安全因素。下图表示了控制系统和保护系统的相互关系。 1、过速保护系统：此风机过速保护系统包括硬件过速和软件过速硬件过速是在风机控制柜中设有过速继电器WP2035，它的整定值跟低速轴前端得脉冲信号紧密联系，如果前端脉冲信号为8那么它的整定值为0404（4.0HZ/4S 平均）如果前端脉冲信号为4那么它的整定值为0208（2HZ/8S ）。在调试的过程中为了测试过速继电器，继电器的设置必须降到0.5HZ 。随后，风机通过手动变桨调节转速。当转速达到了0.5HZ ，安

全链开启并且释放状态吗“过速继电器”。测试后，过速继电器一定要再次设置到4HZ，平均=4。软件过速是在控制系统中设有故障逻辑控制。如果风大于1290rpm时风机就会通过软件报312、315故障导致风机停机、安全链断开桨叶变为顺桨位置。在调试的过程中测试WP3100的过速1，在“参数运行控制器”下：状态315设置为300RPM，手动变桨调节风机的速度，当风机的转速达到300RPM/Min时风机会风机过速1故障而停机。风机过速保护系统是风机安全设计中考虑要最全面的安全系统，所以如果风机真过速硬件过速和软件过速都必须要动作导致安全链断开来保护风机。 2、主电网保护从箱变到风机是由三相五线制240平方和185平方的电缆连接而成。下面是对主电网的要求，如果有一项没有达到要求值风机就会因报电网故障而停机。 a、L1-L2-L3三相的相位为120°±6° b、L1-L2-L3三相电流对称，<或>50A 延时时间为0.8S c、L1-L2-L3三相电压对称，最大值为690V*1.08，最小值为690V*0.94，延时的时间为5*20S d、电网的频率为50HZ±1HZ，延时的时间为5*20S e、电网的最大电流为2000A 3、发电机短路保护发电机是风力发电机组的重要组成部分，然而发电机的短路保护也是风机设计的重要组成部分。它由一个总的短路保护器控制。主要的保护功能有以下几点： a．过电压保护系统运行中，不管并网以否当发电机电压连续高于设定过压保护值690*（1+2%）V一定时间（0.05S）时，保护器判为“过压”故障。保护器都发出常规“跳闸”命令，“故障” 继电器动作，同时发出常规告警信号（断续蜂鸣告警声、故障指示灯亮），数码显示自动切到电压值显示状态，实时显示此时的电压值，同时电压指示灯闪烁。延时（参数12）设定的一段时间后，如发电机电压恢复正常，则解除告警信号，继电器断开，退出故障状态。注意：任何故障状态都可以人工提前退出，按一下《参数》键（即使没有进入参数状态也一样）几秒后即退出故障状态，用《增》、《减》键可以解除蜂鸣告警声，但不能提前退出故障状态。 b．过电流保护并网运行中，发电机三相电流中最大一相电流连续大于设定过流设定值2500A （110%～150%Ie）一定时间（0.06S）时，保护器判为“过流”故障，发常规“跳闸”命令和常规告警信号，“故障” 继电器动作。数码显示自动切到电流值显示状态，显示跳闸时刻的电流值，同时电流指示灯闪烁。延时设定的一段时间后，自动解除告警信号，退出故障状态。同样可以人工提前退出故障状态。过流保护也是反时限控制，在设定的过流延时跳闸时间的基础上，保护器根据“温升相等”原则自动修改过流动作时间，过流越大，则保护动作也越快。 c．过速保护（飞车保护）过速（飞车）保护同样分“并网”前和“并网”后，“并网”前过速我们通常叫“飞车”，在系统甩负荷以及保护跳闸后,原动机能量来不及关小，发电机可能出现飞车现象。“并网”前当本保护器确认发电机频率（转速）超过设定值（51.0HZ～75.0HZ）时判为“飞车”故障，发常规告警信号，同时“故障” 继电器动作（不是用来“跳闸”，而是用来向

NBT31021 2012风力发电企业科技文件归档与整理规范

《风力发电企业科技文件归档与整理规范》 NB/T 31021-2012 1 范围本标准规定了风力发电企业科技文件归档与整的技术要求。本标准适用于风力发电企业科技文件的归档与整理。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件、 GB/T 11821 照片档案管理规范 GB/T 11822 科学技术档案卷构成的一般要求 GB/T 18894 电子文件归档与管理规范 DA/T 28 国家重大建设项目文件归档要求与档案整理规范 DA/T 38 电子文件归档光盘技术要求和应用规范 DA/T 42 企业档案工作规范 DL/T 5191 风力发电场项目建设工程验收规程 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。 3.1 科学技术文件 scientific and technological records 记录和反映企业科学研究、生产运营、项目建设活动和设备仪器检修维护等活动中形成的文字、图表、声像等不同形式文件的总称，简称科技文件。 3.2 科学技术档案 scientific and technological archives 国家机构、社会组织以及个人从事各项社会活动形成的，对国家、社会、本单位和个人具有保存价值的，应归档保存的科技文件，简称科技档案。 3.3 文件归档 filing lf document 风力发电企业在生产运营、科学研究、项目建设和设备仪器检修维护工作完成后，各职能部门及有关单位具有保存价值的文件经系统整交档案部门保存的过程。 3.4 整理 archives arrangement 按照一定原则对档案实体进行系统分类、组合、排列、编号和基本编日，使之有序化的过程。3.5 分类 classification 根据档案的来源、形成时间、内容、形成等特征对档案实体进行有层次的分类。 3.6 档案移交 transfer of records 企业各职能部门及有关单位将整理完毕的档案，经部门负责人及有关质量监管单位审核后，按程序交给档案部门归档保存的过程。 4 总则 4.1 风力发电企业各职能部门以及有关单位应按照国家、行业有关档案管理要求，将其在生产运营、科学研究，项目建设和设备仪器检修维护工作中形成的科技文件收集、整理后移交档案部门归档。 4.2 风力发电企业应按DA/TA 42的规定制定相应的档案管理制度和业务规范，对各职能部门以及有关单位科技文件的归档与整理工作进行检查与指导。 4.3 风力发电企业科技文件归档与整理工作应有归口管理部门并有专人负责。 4.4 风力发电企业科技文件形成部门以及有关单位应对科技文件的质量负责，符合文件归档要求。 5 科技文件归档要求 5.1 归档职责

大型风力发电机组控制系统的安全保护功能(新编版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改大型风力发电机组控制系统的安全保护功能(新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

大型风力发电机组控制系统的安全保护功能(新编版) 1制动功能制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。在风力发电机组发生故障或由于其他原因需要停机时，控制器根据机组发生的故障种类判断，分别发出控制指令进行正常停机、安全停机以及紧急停机等处理，叶尖气动刹车和盘式高速刹车先后投入使用，达到保护机组安全运行的目的。 2独立安全链系统的安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。安全链采用反逻辑

设计，将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路，当安全链动作后，将引起紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，从而最大限度地保证机组的安全。发生下列故障时将触发安全链：叶轮过速、看门狗、扭缆、24V电源失电、振动和紧急停机按钮动作。 3防雷保护多数风机都安装在山谷的风口处或海岛的山顶上，易受雷击，安装在多雷雨区的风力发电机组受雷击的可能性更大，其控制系统最容易因雷电感应造成过电压损害，因此在600kW风力发电机组控制系统的设计中专门做了防雷处理。使用避雷器吸收雷电波时，各相避雷器的吸收差异容易被忽视，雷电的侵入波一般是同时加在各相上的，如果各相的吸收特性差异较大，在相间形成的突波会经过电源变压器对控制系统产生危害。因此，为了保障各相间平衡，我们在一级防雷的设计中使用了3个吸收容量相同的避雷器，二、三级防雷的处理方法与此类同。控制系统的主要防雷击保护：①主电路三相690V输入端（即供给偏航电机、液压泵等执行机构的前段）

风力发电有限公司消防系统运行规程

消防系统运行规程 1 概况华能大理五子坡风电场消防水取自升压站消防蓄水池，经过两台消防栓给水泵及两台消防栓系统稳压泵和一台消防用隔膜式气压罐加压后引至站区消防水管道（两台消防栓给水泵及两台消防栓系统稳压泵各有一台主用，另一台备用），然后再由站区消防水管道引至升压站各防火点。华能大理五子坡风电场风力发电机组采用灭火器进行灭火，灭火器位于机舱和塔基内，风机内配置两台灭火器，分别为CO2和ABC灭火器，塔基配置一台CO2灭火器。华能大理五子坡风电场综合楼、仓库及车库消防水取自两条站区消防水管道，经消防管道引至综合楼、仓库及车库各防火点。 2 总则 4.1 为了贯彻执行电力生产“安全第一”及消防工作“预防为主，防消结合”的方针，加强电力生产设备的消防工作，保障设备和人身安全，确保安全生产，特制定本规程。 4.2 在生产工作中应做好和预防可能发生的火灾、爆炸等事故，并将可能受到的损害限制在最小范围内。相关人员应会使用适当的灭火工具，将火灾控制和扑灭，使损害减至最小。 4.3 凡从事本场生产岗位工作的人员，必须遵守本规程。 4.4 有关人员除遵守本规程外，尚应遵守本场有关消防工作的指示

和要求。 5 防火责任制 5.1 生产消防工作按照“谁主管、谁负责”的原则，建立各级人员的防火责任制。 5.2 经理是本场的第一防火责任人，全面负责本场的防火安全工作。 5.3 对构成生产火灾的事故，应按有关规定进行事故的调查、分析、统计、上报。对火灾事故应做到“四不放过”。 5.4 按照设备专责制、专区的划分，检修维护专责和运行专责均为该设备的消防专责。专责人须负责监督及执行消防组织所制定的一切防火措施，尤其必须遵守下列各项。 5.4.1 了解本工作岗位消防用具的设置地点，防止将取用该用具的通道堵塞，防止将消防用具移作别用，当发现消防用具有损坏时，应及时处理或通知有关人员更换。 5.4.2 监视一切生产设备和其附属设备的工作状态，在设备可能引起火灾时，应立即向场消防组织报告。 5.4.3 保证通讯设备的完整，在任何时候都能正常使用。 5.4.4 严格遵守和执行消防工作的各项措施和规定。 5.4.5 未经消防组织的许可，禁止在生产区域内进行明火作业，每当完工后，离开现场前，应在周围进行详细检查，以免火灾的发生，并向运行专责人员交待。 5.5 场消防专责人应对各种灭火器、防火砂箱等防火用具定期进行检查，每月至少一次，运行人员在对设备巡视时，亦应对消防设备进

风电工程专用标准清单

2.风电工程专用标准 2.1 风电场工程可行性研究报告设计概算编制办法及计算标准 FD001—2007 2.2 风电场工程等级划分及安全标准（试行） FD002—2007 2.3 风电机组地基基础设计规定（试行） FD003—2007 2.4 风电场工程概算定额 FD004—2007 2.5 风力发电厂设计技术规范 DL/T 5383—2007 2.6 风力发电工程施工组织设计规范 DL/T 5384—2007 2.7 风力发电场项目建设工程验收规程 DL /T 5191—2004 2.8 风力发电机组验收规范 GB/T 20319—2006 2.9风力发电场运行规程 DL/T 666-2012 2.10风力发电场安全规程 DL 796-2012 2.11风力发电场检修规程 DL/T 797-2012 2.12风力发电场项目可行性研究报告编制规程 DL/T 5067-1996 2.13风力发电机组设计要求GB/T18451.1 2.15风电场风能资源测量方法 GB/T 18709-2002 2.16风电场风能资源评估方法 GB/T 18710-2002 2.17风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19568-2004 2.18风电场场址工程地质勘察技术规定发改能源[2003]1403号 2.19风电特许权项目前期工作管理办法发改能源[2003]1403号 2.20风电场工程前期工作管理暂行办法发改办能源[2005]899号 2.21风电场工程建设用地和环境保护管理暂行办法发改能源[2005]1511号 2.22风电工程安全设施竣工验收办法水电规办[2008]001号 2.23风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.1-2005 2.24风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 19960.2-2005 2.25风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T 20320-2014 2.26风力发电机组异步发电机第1部分：技术条件 GB/T 19071.1-2003 2.27风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法 GB/T 19071.2-2003 2.28风力发电机组塔架 GB/T 19072-2010 2.29风力发电机组功率特性试验 GB/T 18451.2-2012 2.30风力发电机组电工术语 GB/T 2900.53-2001 2.31风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19069-2003 2.32风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19070-2003 2.33风力发电机组齿轮箱 GB/T 19073-2008 2.34风力发电机组风轮叶片 JB/T 10194-2000

风电相关国家标准整理

国家相关标准风力发电机组功率特性测试主要依照IEC61400-12-1:2005风电机组功率特性测试是目前唯一一个正式版本电流互感器级别应满足IEC 60044-1 电压互感器级别应满足IEC 60186 功率变送器准确度应满足GB/T 13850-1998要求，级别为0.5级或更高 IEC 61400-12-1 功率曲线 IEC 61400-12-1 带有场地标定的功率曲线 IEC 61400-12-2 机舱功率曲线 IEC 61400-12 新旧版本区别对于垂直轴风电机组，气象桅杆的位置不同改变了周围区域的环境要求改变了障碍物和临近风电机组影响的估算方法使用具有余弦相应的风速计根据场地条件将风速计分为A、B、S三个等级根据高风速切入和并网信号可以得到两条功率曲线风速计校准要符合MEASNET规定风速计需要分级电网频率偏差不超过2HZ 场地标定只能通过测量，不能用数值模拟场地标定的每一扇区分段至少为10° 可以同步校准风速计改进了对风速计安装的描述通过计算确定横杆长度增加针对小型风机的额外章节 MEASNET标准和旧版IEC61400-12标准区别使用全部可用的测量扇区，否则在报告中说明不允许使用数值场地标定场地标定更详细的描述，包括不确定度分析只允许将风速计置于顶部风速计的校准必须符合MEASNET准则不使用AEP不完整标准轮毂高度、风轮直径、桨角只能通过测量来判定，不能按照制造商提供的判定报告中必须提供全方位的照片 IEC61400-12-1：Power performance measurement for electricity producing wind turbine(2005)风电机组功率特性测试可选择：场地标定 IEC61400-12-2：Power curve verification of individual wind turbine,单台风电机组功率曲线验证（未完成）

风力发电机液压变桨系统简介

风力发电机液压变桨系统简介全球投入商业运行的兆瓦级以上风力发电机均采用了变桨距技术，变桨距控制与变频技术相配合，提高了风力发电机的发电效率和电能质量，使风力发电机在各种工况下都能够获得最佳的性能，减少风力对风机的冲击，它与变频控制一起构成了兆瓦级变速恒频风力发电机的核心技术。液压变桨系统具有单位体积小、重量轻、动态响应好、转矩大、无需变速机构且技术成熟等优点。本文将对液压变桨系统进行简要的介绍。风机变桨调节的两种工况风机的变桨作业大致可分为两种工况，即正常运行时的连续变桨和停止（紧急停止）状态下的全顺桨。风机开始启动时桨叶由90°向0°方向转动以及并网发电时桨叶在0°附近的调节都属于连续变桨。液压变桨系统的连续变桨过程是由液压比例阀控制液压油的流量大小来进行位置和速度控制的。当风机停机或紧急情况时，为了迅速停止风机，桨叶将快速转动到90°，一是让风向与桨叶平行，使桨叶失去迎风面；二是利用桨叶横向拍打空气来进行制动，以达到迅速停机的目的，这个过程叫做全顺桨。液压系统的全顺桨是由电磁阀全导通液压油回路进行快速顺桨控制的。液压变桨系统液压变桨系统由电动液压泵作为工作动力，液压油作为传递介质，电磁阀作为控制单元，通过将油缸活塞杆的径向运动变为桨叶的圆周运动来实现桨叶的变桨距。液压变桨系统的结构变桨距伺服控制系统的原理图如图1所示。变桨距控制系统由信号给定、比较器、位置（桨距）控制器、速率控制器、D/A转换器、执行机构和反馈回路组成。图1 控制原理图液压变桨执行机构的简化原理图如图2所示，它由油箱、液压动力泵、动力单元蓄压器、液压管路、旋转接头、变桨系统蓄压器以及三套独立的变桨装置组成，图中仅画出其中的一套变桨装置。

风力发电机组主控制系统

密级：公司秘密东方汽轮机有限公司 DONGFANG TURBINE Co., Ltd. 2.0MW108C型风力发电机组主控制系统说明书编号KF20-001000DSM 版本号 A 2014年7 月

编制 <**设计签字**> <**设计签字日期**> 校对 <**校对签字**> <**校对签字日期**> 审核 <**审核签字**> <**审核签字日期**> 会签 <**标准化签字**> <**标准化签字日期**> <**会二签字**> <**会二签字日期**> <**会三签字**> <**会三签字日期**> <**会四签字**> <**会四签字日期**> <**会五签字**> <**会五签字日期**> <**会六签字**> <**会六签字日期**> <**会七签字**> <**会七签字日期**> <**会八签字**> <**会八签字日期**> <**会九签字**> <**会九签字日期**> 审定 <**审批签字**> <**审批签字日期**> 批准 <**批准签字**> <**批准签字日期**> 编号

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目录序号章节名称页数备注 1 0-1 概述 1 2 0-2 系统简介 1 3 0-3 系统硬件11 4 0-4 系统功能 5 5 0-5 主控制系统软件说明12 6 0-6 故障及其处理说明64

0-1概述风能是一种清洁环保的可再生能源，取之不尽，用之不竭。随着地球生态保护和人类生存发展的需要，风能的开发利用越来越受到重视。风力发电机就是利用风能产生电能，水平轴3叶片风力发电机是目前最成熟的机型，它主要是由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、机舱、变频器、偏航装置、刹车装置、控制系统、塔架等组成。风力发电机的控制技术和伺服传动技术是其核心和关键技术，这与一般工业控制方式不同。风力发电机组控制系统是一个综合性的控制系统，主要由机舱主控系统、变桨系统、变频控制系统三部分组成，通过现场总线以及以太网连接在一起，各个模块都有独立的控制单元，可独立完成与自身相关的功能（图0-1-1）。目的是保证机组的安全可靠运行、获取最大风能和向电网提供优质的电能。图0-1-1

风力发电机标准IEC中文版

IEC61400-1第三版本2005-08 风机-第一分项：设计要求 1.术语和定义 1.1声的基准风速acoustic reference wind speed 标准状态下（指在10m高处，粗糙长度等于0.05m时），8m/s的风速。它为计算风力发电机组视在声功率级提供统一的根据。注：测声参考风速以m/s表示。 1.2年平均annual average 数量和持续时间足够充分的一组测试数据的平均值，用来估计均值大小。用于估计年平均的测试时间跨度应是一整年，以便消除如季节性等非稳定因素对均值的影响。 V annual average wind speed 1.3年平均风速 ave 基于年平均定义的平均风速。 1.4年发电量annual energy production 利用功率曲线和在轮毂高度处不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。假设利用率为100%。 1.5视在声功率级apparent sound power level 在测声参考风速下，被测风力机风轮中心向下风向传播的大小为1pW点辐射源的A—计权声级功率级。注：视在声功率级通常以分贝表示。 1.6自动重合闸周期auto-reclosing cycle 电路发生故障后，断路器跳闸，在自动控制的作用下，断路器自动合闸，线路重新连接到电路。这过程在约0.01秒到几秒钟内即可完成。 1.7可利用率（风机）availability 在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的小时数与这一期间内总小时数的比值，用百分比表示。 1.8锁定（风机）blocking 利用机械销或其它装置，而不是通常的机械制动盘，防止风轮轴或偏航机构运动，一旦锁定发生后，就不能被意外释放。 1.9制动器（风机）brake 指用于转轴的减速或者停止转轴运转的装置。注：刹车装置利用气动，机械或电动原理来控制。 1.10严重故障（风机）catastrophic failure 零件或部件严重损坏，导致主要功能丧失，安全受到威胁。 1.11特征值characteristic value 在给定概率下不能达到的值（如超越概率，超越概率指出现的值大于或等于给定值的概率）。

风力发电机组的分类及各自特点

风力发电机组的分类及各自特点风力发电机组的分类及各自特点风力发电机组主要由两大部分组成：风力机部分――它将风能转换为机械能；发电机部分――它将机械能转换为电能。根据风机这两大部分采用的不同结构类型、以及它们分别采用的技术方案的不同特征，再加上它们的不同组合，风力发电机组可以有多种多样的分类。 (1) 如依风机旋转主轴的方向（即主轴与地面相对位置）分类，可分为： “水平轴式风机”――转动轴与地面平行，叶轮需随风向变化而调整位置； “垂直轴式风机”――转动轴与地面垂直，设计较简单，叶轮不必随风向改变而调整方向。 (2) 按照桨叶受力方式可分成“升力型风机”或“阻力型风机”。 (3) 按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机；叶片的数目由很多因素决定，其中包括空气动力效率、复杂度、成本、噪音、美学要求等等。大型风力发电机可由1、2 或者3 片叶片构成。叶片较少的风力发电机通常需要更高的转速以提取风中的能量，因此噪音比较大。而如果叶片太多，它们之间会相互作用而降低系统效率。目前3 叶片风电机是主流。从美学角度上看，3 叶片的风电机看上去较为平衡和美观。 (4) 按照风机接受风的方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向（即在塔架的前面迎风旋转）和 “下风向型”――叶轮背顺着风向，两种类型。上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。 (5) 按照功率传递的机械连接方式的不同，可分为“有齿轮箱型风机”和无齿轮箱的“直驱型风机”。有齿轮箱型风机的桨叶通过齿轮箱及其高速轴及万能弹性联轴节将转矩传递到发电机的传动轴,联轴节具有很好的吸收阻尼和震动的特性，可吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。而直驱型风机则另辟蹊径，配合采用了多项先进技术，桨叶的转矩可以不通过齿轮箱增速而直接传递到发电机的传动轴，使风机发出的电能同样能并网输出。这样的设计简化了装置的结构，减少了故障几率，优点很多，现多用于大型机组上。 (6) 根据按桨叶接受风能的功率调节方式可分为： “定桨距（失速型）机组”――桨叶与轮毂的连接是固定的。当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。由于定桨距（失速型）机组结构简单、性能可靠，在20 年来的风能开发利用中一直占据主导地位。 “变桨距机组”――叶片可以绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角可在一定范围内（一般0－90度）调节变化，其

风力发电机自动消防系统的选择

风力发电机自动消防系统的选择自从2006年《可再生能源法》生效以来，中国的风电装机取得了迅速的增长，无论是年度装机容量还是累计装机容量，都已经成为世界第一。截止到2013年底已经有台累计9174万千瓦6万多台风电机组在中国的大地运行着。但是，随着装机容量的不断增加，风电机组的火灾事故也越来越多，轻则烧毁设备，重则造成人员伤亡，给企业在经济上、声誉上均造成了巨大的损失。本文主要探讨风电机组的配备消防系统必要性及如何选择。一、风力发电机组为什么需要自动消防系统 1. 机组价值高风力发电机组是高价值的设备，以2MW风机为例，每台风电机组(含塔筒)价值1000万元。风机的叶片为复合材料制成，机舱外壳材料为玻璃钢，里面容纳有各类电气设备、液压站、齿轮箱、发电机等，一旦发生火灾，基本上风机设备会全部灭失，所残留的设备也没有维修和使用的价值了。单机容量越大，设备价值越高，更需要防火保护。 2. 风机自身的火灾隐患多 1) 野外雷击风机机组工作在野外风速比较大的地方，如山脊、开阔的平原等处，而这些地方恰恰是容易遭受雷击的区域。丹麦是地势平坦的国家，海拔最高处不超过150米，据丹麦建筑物及风机防雷委员会统计，自从丹麦发展风电以来，这个国家每年遭受的雷击次数骤升到30万次以上。雷击能量的大小很难预测，而风机的防雷设计系统都是按照一定的标准设计，是有容量限度的。当实际的雷击超过设计标准时，就会发生火灾。 2) 风机设计制造缺陷风机的设计要符合当地运行环境的特点，但是某些风机设计上制造上有缺陷。如在海边或者海上运行的风机，需要考虑盐雾对电气设备腐蚀的影响，有的风机未安装潮湿空气过滤系统(又称“气候包”)，导致机舱里高压变压器等设备的接线端子锈蚀，产生污闪电晕放电现象，最后造成相间短路发生火灾。有的风机齿轮箱漏油严重，地板上会有一些积油。有的风机防雷性能较差，未能正确按照防雷分区的要求设计相应的防雷措施，有的制造质量较差接地线未能正确安装，或者风电场自身的接地网长期锈蚀导致接地性能下降等。这些因素均会在运行中由于自身(电气防护等级下降)或外界的原因(雷击)导致火灾发生。 3) 服务不到位

风电标准大全

风电标准大全电工术语发电、输电及配电通用术语电工术语风力发电机组风力发电机组型式与基本参数离网型风力发电机组用发电机第1部分：技术条件离网型风力发电机组用发电机第2部分：试验方法风力机设计通用要求小型风力发电机组安全要求风力发电机组安全要求风力发电机组功率特性试验风电场风能资源测量方法风电场风能资源评估方法离网型风力发电机组第 1部分:技术条件离网型风力发电机组第 2部分：试验方法离网型风力发电机组第 3部分:风洞试验方法风力发电机组控制器技术条件风力发电机组控制器试验方法风力发电机组异步发电机第1部分:技术条件风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法风力发电机组塔架风力发电机组齿轮箱离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件离网型户用风光互补发电系统第2部分：试验方法风力发电机组装配和安装规范风力发电机组第1部分：通用技术条件风力发电机组第2部分：通用试验方法风电场接入电力系统技术规定风力发电机组验收规范 GB/T 2900.50-1998 GB/T 2900.53-2001 GB/T 8116-87 GB/T 10760.1-2003 GB/T 10760.2-2003 GB/T 13981-1992 GB 17646-1998 GB 18451.1-2001 GB/T 18451.2-2003 GB/T 18709-2002 GB/T 18710-2002 GB/T 19068.1-2003 GB/T 19068.2-2003 GB/T 19068.3-2003 GB/T 19069-2003 GB/T 19070-2003 GB/T 19071.1-2003 GB/T 19071.2-2003 GB/T 19072-2003 GB/T 19073-2003 GB/T 19115.1-2003 GB/T 19115.2-2003 GB/T 19568-2004 GB/T 19960.1-2005 GB/T 19960.2-2005 GB/Z 19963-2005 GB/T 20319-2006 GB/T 20320-2006

第五章风力发电机组的液压系统和刹车

第五章风力发电机组的液压系统和刹车风力发电机组的液压系统和刹车机构是一个整体。在定桨距风力发电机组中，液压系统的主要任务是执行风力发电机组的气动刹车和机械刹车；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要控制变距机构，实现风力发电机组的转速控制、功率控制，同时也控制机械刹车机构。第一节定桨距风力发电机组的刹车机构一、气动刹车机构气动刹车机构是由安装在叶尖的扰流器通过不锈钢丝绳与叶片根部的液压油缸的活塞杆相联接构成的。扰流器的结构（气动刹车结构）如图5-1 所示。当风力发电机组正常运行时，在液压力的作用下，叶尖扰流器与叶片主体部分精密地合为一体，组成完整的叶片。当风力发电机组需要脱网停机时，液压油缸失去压力，扰流器在离心力的作用下释放并旋转80°-9 0°形成阻尼板，由于叶尖部分处于距离轴最远点，整个叶片作为一个长的杠杆，使扰流器产生的气动阻力相当高，足以使风力发电机组在几乎没有任何磨损的情况下迅速减速，这一过程即为叶片空气动力刹车。叶尖扰流器是风力发电机组的主要制动器，每次制动时都是它起主要作用。在叶轮旋转时，作用在扰流器上的离心力和弹簧力会使叶尖扰流器力图脱离叶片主体转动到制动位置；而液压力的释放，不论是由于控制系统是正常指令，还是液压系统的故障引起，都将导致扰流器展开而使叶轮停止运行。因此，空气动力刹车是一种失效保护装置，它使整个风力发电机组的制动系统具有很高的可靠性。二、机构刹车机构图5-2为机构刹车机构由安装在低速轴或高速轴上的刹车圆盘与布置在四周的液压夹钳构成。液压夹钳固定，刹车圆盘随轴一起转动。刹车夹钳有一个预压的弹簧制动力，液压力通过油缸中的活塞将制动夹钳打开。机械刹车的预压弹簧制动力，一般要求在额定负载下脱网时能够保证风力发电机组安全停机。但在正常停机的情况下，液压力并不是完全释放，即在制动过程中只作用了一部分弹簧力。为此，在液压系统中设置了一个特殊的减压阀和蓄能器，以保证在制动过程中不完全提供弹簧的制动力。

风力发电机专用消防系统的研究与设计

风力发电机专用消防系统的研究与设计李继森，张海平，王成（大唐集团青岛华创风能有限公司，青岛 266109） Research and Design of Fire System for wind turbines Jisen Li, Haiping Zhang, Wang cheng (China Datang Group Qingdao Creative Wind Energy Co.,Ltd Qingdao 266109) 易造成巨大的损失。从风电机组消防的安全标准和国内的现状看，现在国内还没有一套完全的统一的消防标准，现在国际上的标准只是德国消防协会的标准。我国现有的风力发电机专用消防系统还比较有少，大多数的风场并没有安装风力发电机专用的消防系统，这就留下了火灾隐患。因此，设计一套适用于风力发电机的消防系统就显得尤其重要。本文针对 1.5M 双馈风力发电机的火灾易发部位，设计了一套专用消防系统。介绍了系统的组成结构，选型依据及以及在风机上的测试效果。证明了本套系统能够及时有效地探测火灾，并将火灾消灭于萌芽当中，可以广泛的应用于风电之中。 1 风力发电机火灾易发处分析风力发电机组设备主要包括叶轮、机舱、塔筒和基础等部分，重点预防火灾的部位如：摩擦盘、液压站、齿轮箱、发电机、控制柜、变流器、电缆等。主要的原因是电气设备运行故障，机械摩擦、雷击等。 1.1 叶轮处火灾诱因（1）变桨电机与控制系统在长期的运行过程中容易发生机械摩擦过热。（2）控制柜通风不良导致电气元件过热击穿。（3）调节电机故障卡死导致过流过热。（4）液压油泄漏。（5）叶片还容易遭受雷击引发火灾。 1.2 机舱处火灾诱因（1）在风机高速运行和持续震动的情况下，各个设备的接插件和电缆接头容易松动，接触电阻增大导致局部过热。（2）通风不良导致电气元件过热老化击穿。（3）润滑油和液压油导致对机舱设备的污染。（4）高速制动产生的过热碎片。（5）发电机内部过热短路。 ABSTRACT : The special fire protection system for wind turbine can discover the fire and put out it in time to ensure safe operation of wind farms. The paper, depending on the characteristics of the wind turbine, designs the special fire control system. Which contain analysis of prone areas that get fire easily, as well as measures to deal with, select the types of special fire - fighting systems detectors and fire extinguishers. Fire experiments on the prototype showed that special fire systems can find the fire in time and targeted implementation of fire, so as to effectively ensure the safety of wind turbines. KEY WORD : wind turbine fire system fire detection designing scheme 摘要：风力发电机专用消防系统能够及时的发现火灾并灭火，可以确保风力发电场的安全运行。本文针对风力发电机的特点，设计了风力发电机专用消防系统方案，分析了风机易着火部位，以及应对的措施，选定专用消防系统的探测器及灭火器的类型。在样机上进行的消防灭火实验表明，专用消防系统可以及时的发现火情，并有针对性的实施灭火，可以有效的确保风力发电机的安全。关键词：风力发电机组专用消防系统火灾探测设计方案 0 引言当今时代，新能源的发展突飞猛进，风能在新能源领域占有重要的地位。随着风力发电机装机容量及数量的增长，与其相关的问题逐渐凸显，火灾就是其急需解决的问题之一。风电场一般远离消防救援中心，地处偏远地带，甚至在海上，一旦风力发电机着火，灭火难度系数大，普通的消防器材无济于事，就算大型消防设备赶到现场，由于其机舱距地面一般都在 70 米以上，还是难以将火扑灭。另外，我们发现了火警如不及时处理，火灾容易蔓延，容收稿日期：2014.04.28 基金项目：国家科技支撑计划资助项目（2012BAA01B00）第一作者简介：李继森（1990-），男，山东潍坊人，自动化学士，主要从事风电消防系统的测试研究。E-mail :lijis e n@ccwew ind.c o m .