风力发电--风机控制系统培训
风机基础培训资料(精简)
转速范围(rpm)
功率调节方式 切入风速(m/s) 切出风速(m/s) 额定风速(m/s) 风况
9.4-19.1
变桨变速 4 25-28 12.8 IEC TC1A TC2A+
9.4-19.1
变桨变速 3 25-28 10.9 IEC TC1C TC2A+
8.3-16.8
变桨变速 3 25-28 10.8 IEC TC3A TC1B
ρ
平均风能密度
v
有效风能密度 切入、切出之间
风的时空变化
风向和风速
风随时间的变化 日变化 地面上夜间弱，白天强；高空中正相反 月变化 季节性的温差 我国大部分地区：春季最强，冬季次之，夏季最弱。 中国处于亚热带季风气候区，而冬春季节是季风盛行的季节。 时间
风随高度的变化 空间
v——距地面高度为h 处的风速，m/s； v1——高度为h1 处的风速，m/s； α ——风切变指数，它取决于大气稳定度和地面粗糙度， 其值约为1/2～1/8。
贝茨理论
2. 风机的分类——按转轴结构划分 垂直轴
全风向、发电机下置
转换效率低、轴距长
2. 风机的分类——按结构划分 水平轴
2. 风机的分类——按功率控制方式
●定桨距失速调节型
定桨距：桨叶桨距角固定不变
失速：是指桨叶翼型本身所具有的失速特性
●变桨距调节型风力发电机组 变桨距：通过控制叶片桨距角的大小来调节功率 ·额定功率以下：叶片节距在0°附近不作变化，等同于定桨距。 · 大于额定功率：调整叶片桨距，使功率限制在额定功率附近。
宏观选址影响因素
风能资源和其它相关气候条件、地形和交通运输、工 程地质、接入系统、其它社会政治和经济技术因素。
微观选址基本概念
明阳MY1.5Se风力发电机系统相关知识培训讲解
停止。在机组急停时，主制动机构与辅助制动一起动作，以使机组能更快减速。
常用于机组维护。
4、制动
系统
三、电气控制系统介绍
MY1.5MW电气系统主要包括变桨、变频、
主控三大系统。
1、变桨系统（OAT）
• 变桨控制系统是风力发电机组的核心部分之一，安装在
市电或蓄电池供电转到91º触发限位开关
◆转子制动器抱闸（在转速监视器设定转速以下）。
◆机舱部分DO输出24VDC电源断开，输出指令切断
复位安全链：
按下机舱柜上的复位安全链按钮；或按下塔基柜上的
复位安全链按钮；
当塔基与机舱柜上的检修开关都不在检修位置时，可在
远程计算机上复位。
~
谢
谢
常温型
球墨铸铁QT400-AL
变桨驱动
中控箱
轴控箱
变桨编码器
限位开关
1、动力传动系统由如下部件组成：主轴、齿轮箱、联轴器、主轴轴承、
刹车盘、弹性支承；
2、主轴是连接叶片和齿轮箱的传动机构，用来支撑轮毂及叶片并传递
转矩到齿轮箱；
3、联轴器，主要用于轴与轴之间的联接，并传递转矩。用联轴器联接
的两根轴，只有在停机刹车后，经过拆卸才能将之分离。
通过CANbus接口，实现振动监控
和变频器的连接。
通过Profibus/CANbus接口，实
现变桨系统的连接。
通过EtherNet接口，将风机接入
以太网，组成集散控制系统
安全链
• 安全链原理
安全链是独立于计算机系统的最高一级保护措施。采用反逻辑设计，将导致风力发电机
组处于危险状态的故障接点串联成一个回路，一旦其中一个接点动作，将导致安全链断开，
风机主控系统培训
3.保养维护
3.6模拟量输入、输出模块：
8路模拟量输入 •±10V ；±1V ；0 .. 20 mA；PT100
8路模拟量输出 •±10V
14 bit数字分辨率
带端口监视功能 •能够监视输入端口短路或断路状态 •可通过软件配置 •出现故障时RDY灯会闪烁
3.保养维护
3.6模拟量输入、输出模块引脚图：
2.主控系统的装配
2.4附件： 速度开关、风速传感器、风向传感器、
振动开关、振动分析模块、凸轮开关、转速 传感器、温度传感器。
3.保养维护
3.1中央处理器：
系统状态指示 RUN绿色：正常 INIT橙色：系统初始化 ERR红色：系统错误
系统拨码开关 （默认44）
USB1.1接口
DC24V电源接口
CANOpen
低速轴测速盘齿数：24； 高速轴、发电机测 速盘齿数：2。
3.保养维护3.20Fra bibliotek机对北：1）、当风机吊装完后，机舱与地理北向有一个角度； 2）、电缆应保持上电前的垂直悬挂、无缠绕状态（0°）； 3）、主控系统维护菜单模式下的“电缆缠绕角度”以及 参数“机舱安装对北偏差”均设定为0°。 4）、手动顺/逆时针偏航风机至地理北向位置（注：在 此过程中“电缆缠绕角度”以及“机舱位置偏移角度”将 显示相同的度数）。在主控系统维护菜单下查看此时电缆 缠绕角度，并将参数“机舱安装对北偏差”设定为此值。 5）、现在“机舱位置偏移角度”将显示为0°，但电缆 缠绕角度值没有变化，及代表此时正常的电缆缠绕角度值。 6）、因现场风机安装角度差异，每台风机“机舱安装对 北偏差”值均不一样。
3.保养维护
3.12电力测量模块（电量变送器）典型接线
高压：三相四线 Y形接线 采用 3CT、3PT
风机控制系统培训
风能转换效率
风能转换效率取决于风速、风向、风 能密度和风力发电机设计等因素。
控制系统的工作流程
风速和风向检测
通过传感器检测风速和 风向，为控制算法提供
输入。
控制算法处理
根据风速和风向，控制 算法计算出最佳的发电
机转速和功率输出。
发电机控制
根据控制算法的输出， 控制系统调节发电机转 速和功率输出，以最大
培训收获与体会
01
深入理解风机控制系统的原理
通过培训，我深入了解了风机控制系统的基本原理、组成和工作方式，
对风机的启动、运行和停止等操作有了更清晰的认识。
02
掌握风机控制系统的应用技能
培训过程中，我不仅学习了理论知识，还通过实践操作掌握了风机控制
系统的应用技能，包括系统配置、参数设置和故障排查等。
鼓励研发智能化程度更高的风机控制系统，通过引入人工 智能、大数据等技术，实现风机的智能控制和预测性维护， 提高风机的运行安全性和稳定性。
拓展应用领域
希望风机控制系统能够拓展应用到更多领域，如新能源、 环保等，为推动可持续发展做出更大的贡献。
对未来培训的期望与要求
增加实践操作环节
希望未来的培训能够增加更多的实践操作环节，让我们更深入地了解风机控制系统的实际 操作和问题处理，提高我们的动手能力和解决问题的能力。
验。
05
风机控制系统的安全与 环保
控制系统安全防护措施
防雷击保护
为防止雷击对控制系统的 损害，应安装避雷针、避 雷网等防雷设施，并定期 进行检测和维护。
过载保护
当控制系统中的电流超过 额定值时，应立即切断电 源，以保护控制系统的元 器件不受损坏。
短路保护
当控制系统发生短路时， 应立即切断电源，并检查 短路原因，及时排除故障。
《风机控制系统培训》PPT课件
培训ppt
5
系统设计(机舱)
培训ppt
6
系统设计(塔基)
培训ppt
7
QUEST公司控制系统
QUEST公司提供的风力发 电控制系统控制器
科若斯中心控制器
测量准确性高 经证实的高可靠性 经过标准工业总线系统的
输入/输出信号 简单快捷的配置 高效益的产品 Motorola MPC 555
风
远程通讯
纪录
历史
监视
报警
打印
场
控
风场监视控制系统支撑软件
制
变压器监视接入
风机本机监视接入
其它信号接入
DLS或类似接口接
入
风力发电机组控制算法
本 机
系统诊断 历史及数 及报警 据存储
HMI
通讯 接口
逻辑实现平台
控
制
实时网络操作系统平台
I/O模块通讯
Profi BUS 通讯
A I/O 通讯模式
机执 构行
柔性设计的控制系统以满足 不同用户需求
集成实时电网测量 易于扩展 远程软件升级
培训ppt
15
MITA的风力发电控制系统
培训ppt
16
MITA的风力发电控制系统
硬件设计特点
集成I/O及COM端口 满足风机控制的紧凑型设计 易于扩展 集成实时电网测量 友好的用户界面 基于MITA控制技术的控制系统网络 适用于不同规模的风场
培训ppt
23
GH的风场控制系统
培训ppt
24
远程对话单元(RIU) (Remote Interface unit (RIU))
统计分析(Statistical analysis)
风力发电机培训课件
变频器主回路
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
变频器关键器件简介
• 绝缘栅双极晶体管：IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor）
• 金属氧化物半导体场效应晶体管： MOSFET （metallic oxide semiconductor field effect transistor）
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
IGBT 的优势
• 发电机控制系统除了控制发电机“获取最 大能量”外，还要使发电机向电网提供高 品质的电能。因此发电机通过IGPT控制系 统可获得：①尽可能产生较低的谐波电流， ②能够控制功率因数，③使发电机输出电 压适应电网电压的变化，④向电网提供稳 定的功率
变速恒频变桨控制的 理论依据
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
Cp、β、λ的关系曲线
β
β
β
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
沿运动轨道的切线方向，故又称切向速度。它是描述作曲
线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲
线运动时所具有的即时速度，其方向沿运动轨道的切线方
向。在匀速圆周运动中，线速度的大小等于运动质点通过 的弧长（S）和通过这段弧长所用的时间（△T）的比值。 即V=S/△T，在匀速圆周运动中，线速度的大小虽不改变， 但它的方向时刻在改变。它和角速度的关系是V=ωR。线 速度的单位是米/秒。
风电基础知识培训风机控制系统
风电基础知识培训风机控制系统风电基础知识培训——风机控制系统随着能源需求的增长和可再生能源的推广，风力发电逐渐崭露头角。
风机控制系统作为风电发电场的关键组成部分之一，发挥着重要的作用。
本文将介绍风机控制系统的基础知识，帮助读者了解其原理和运作方式。
一、风机控制系统概述风机控制系统是风力发电机组的智能管理和控制中枢。
它通过监测和控制风机的运行状态，以实现安全高效的风力发电。
风机控制系统主要包括传感器、执行器、控制器和通信系统等组件。
二、传感器传感器是风机控制系统的重要组成部分，其作用是实时监测风机的各种运行参数。
常见的传感器包括风速传感器、温度传感器、振动传感器等。
通过这些传感器的信号采集和处理，可以对风机的运行状态进行准确的监控。
三、执行器执行器是风机控制系统中的输出设备，用于控制和调节风机的运行。
最常见的执行器是变桨系统、变频器和制动系统。
变桨系统的作用是根据风速的变化调整桨叶角度，以优化风轮的转速和功率输出。
变频器则用于调节发电机的转速以实现恒定的电压和频率输出。
制动系统则在紧急情况下用于停止风机的运行。
四、控制器控制器是风机控制系统的核心，负责对传感器和执行器进行数据的处理和控制。
其功能包括风机的启动和停机、风机桨叶角度的调整、风机的监测和故障诊断等。
控制器具备自动化和智能化的特点，能够根据实时的风速和负荷需求做出准确的控制决策。
五、通信系统通信系统是风机控制系统中的信息传递和交互的手段。
它将控制器和其他设备连接起来，实现数据的传输和指令的下达。
常见的通信方式有有线通信和无线通信。
通信系统不仅可以实现风机之间的联动控制，还可以将风机的运行数据传输到监控中心进行分析和管理。
六、安全保护措施风机控制系统还应当具备相应的安全保护措施，以确保风机的运行安全。
常见的安全保护措施包括风速过高保护、温度过高保护、电流过载保护等。
这些保护措施能够在异常情况下及时采取措施，保护风机和人员的安全。
七、风机控制系统的优化风机控制系统的优化是提高风力发电效率和可靠性的关键。
风力发电培训教学计划
风力发电培训教学计划第一章：风力发电基础知识1.1 风力发电的历史与现状- 介绍风力发电的发展历史- 分析风力发电在当前能源结构中的地位- 探讨风力发电的优势与不足1.2 风力发电原理- 讲解风力发电的基本原理- 分析风力发电的工作过程- 研究风力发电的发电机组成1.3 风力资源评估- 介绍风力资源的形成与特点- 学习风力资源的评估方法- 分析风力资源评估在风力发电项目中的重要性第二章：风力发电技术2.1 风力发电设备- 学习风力发电的主要设备包括风机、叶片、轮毂、变速器、发电机等- 分析风力发电设备的工作原理和关键技术- 探讨不同类型风力发电设备的适用场景和特点2.2 风力发电站建设- 学习风力发电站的选址原则- 探讨风力发电站的土地利用规划- 了解风力发电站的工程建设流程和关键技术2.3 风力发电运维与维护- 分析风力发电的运维与维护工作内容- 学习风力发电系统的故障诊断与排除方法- 了解风力发电设备的定期检测与维护流程第三章：风力发电项目开发与管理3.1 风力发电项目开发流程- 探讨风力发电项目的规划与立项流程- 学习风力发电项目的前期调研与论证方法- 分析风力发电项目建设阶段的关键技术和管理要点3.2 风力发电项目投融资- 了解风力发电项目的投融资模式- 学习风力发电项目的投资评估方法- 探讨风力发电项目的融资渠道和筹资方式3.3 风力发电项目监管与运营- 了解风力发电项目的政策法规要求- 学习风力发电项目的监管机制与管理方法- 探讨风力发电项目的运营管理与效益评估第四章：风力发电市场分析4.1 全球风力发电市场现状- 了解全球主要风力发电市场的发展状况- 分析全球风力发电行业的竞争格局和趋势- 研究全球风力发电市场未来发展前景4.2 中国风力发电市场分析- 探讨中国风力发电市场的发展历程和现状- 分析中国风力发电市场的政策环境和产业格局- 研究中国风力发电市场的发展趋势和机遇第五章：风力发电案例分析与实践5.1 国内外典型风力发电项目案例分析- 案例分析国内外典型风力发电项目的建设和运营情况- 探讨成功案例和失败案例的经验教训- 基于案例分析，总结出适合不同情况下的最佳实践方法5.2 风力发电实地考察与实践- 组织学员进行风力发电项目实地考察- 将实地考察结果进行讨论和总结- 进行风力发电技术实践操作，提升学员实际操作能力第六章：风力发电未来发展趋势6.1 新能源政策与发展趋势分析- 分析全球和中国新能源政策的变化和趋势- 探讨新能源发展趋势对风力发电的影响- 了解新能源政策对风力发电行业的挑战与机遇6.2 风力发电技术创新与发展- 介绍当前风力发电技术创新的方向和成果- 分析风力发电技术在未来的发展趋势- 探讨新技术对风力发电行业的影响和推动作用6.3 风力发电行业发展前景预测- 分析风力发电行业的市场需求和发展趋势- 预测风力发电行业未来发展的规模和速度- 探讨风力发电行业的发展前景和机遇总结：通过本次培训，学员将全面了解风力发电的基础知识、技术原理、市场分析和未来发展趋势，掌握风力发电项目的开发、管理和实践技能，为未来从事风力发电行业提供理论和实践知识支持。
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(软件&算法部分)
启动
状态码均复位
待风
30s平均风速>=切入风速x.xxm/s,持续120s且 液压系统压力正常
对风(偏航)
30s风向差<8.5°
自检
空转初始化
600s平均风速<启动风 速3.5m/s
状态时间>5分钟
发动机转速>=空转设定 (402)转速且齿轮油温
>50°
并网转速提升
发电机转速>并网转速(1296) 且3s内，误差<±10rpm
并网连接
发电机转速>并 网转速(1296)
并网发电
发电机转速<快 速重并网转速
(1200)
快速重并网
7
检测转速，计算变桨 给定和变流给定
发电机转速<脱网(1008)
三一电气
品质改变世界
2、控制柜按钮功能
三一电气
塔底控制柜和机舱控制柜上有一些操作元件（按键、开关等），本章主要说明这些操作元件的功能。 1.塔底控制柜的操作元件 这些操作元件的功能说明如表所示
CONTROLCCW/STOP/CW
机舱灯自动/手动
NACELLELIGHTAUTO/MA N
紧急停机键
EMERGENCY STOP
三一电气
操作元件说明
三位开关
功能
偏航处于手动状态时， 将开关调至“CW”处， 表示“顺时针偏航”。 将开关调至“CCW”处， 表示“逆时针偏航”。 将开关调至“0”处， 表示“偏航锁定”。 注意:位置CCW 是左边， 位置CW 是右边。
复位安全链继电器， 重新启动机组
黑色按键
风机安全停机，触发 安全链继电器2
红色按键
风机正常停机，不触 发安全链
双位开关（钥匙开关） 选择自动式或手动式 偏航驱动。当开关处 于自动状态时，机组 才可以再启动运作
品质改变世界
10
2、控制柜按钮功能
名称
英文名称
元件形状
偏航控制逆时针/停止 YAW
/顺时针
双位开关
控制机舱照明设备的 工作
红色钮形键
机组控制电压调至无 电流状态。执行紧急 停机的动作
品质改变世界
11
2、控制柜按钮功能
三一电气
3.紧急停机键的说明 紧急停机键有两个，分别位于塔底控制柜和机舱控制柜上。
按下紧急停机键后，将产生一连串的安全连锁效应： 安全链信号通知变桨紧急顺桨（桨叶角度为90度），偏航停止，高速轴抱闸，立即脱网； 除监控系统和导航灯、照明灯之外，其他设备控制器都不能控制。 除轮毂供电之外，其他所有的690V和400V的用电设备都断电，禁止手动偏航；
如果要再重新启动风力发电设备，请按下列步骤进行： 重新启动风力发电设备之前，请先排除障碍或危险； 松开紧急停机键； 用复位键来重启风电机组。
短时按复位键只复位安全继电器1；长按复位键30秒以上可复位安全继电器2。 紧急停机键应该只有在人身安全、风力发电设备安全及其相关部件的安全性遭到严重危害时，才可以
主控系统的功能如图所示：
液压系统
设备状态和环境状态监控
变桨控制
变 流控制
控制功能
偏航 日志、报警与故/解障缆处控理制
网控制 并网/脱
人机界面交互
品质改变世界
6
1.主控系统组成简要介绍
！ 八个状态 ！自动切换 ！自动并、脱网
➢自动切入、切出、并网、脱网控 制 ➢自动偏航、解缆控制 ➢调节转矩和桨距以实现转速、功 率控制 ➢载荷优化、传动链加阻、抑制共 振 ➢故障保护、报警、事件记录
品质改变世界
8
2、控制柜按钮功能
名称
安全链复位健
紧急停机
英文名称
SAFETY CHAIN RESET
EMERGENCY STOP
元件形状
三一电气
操作元件说明
黑色按键
红色按钮
功能
复位安全链继电器， 重新启动风力发电设 备。
风力发电设备的控制 电压调至无电流状态， 触发急停安全链。执 行紧急停机的动作。
SE8215风机培训
---控制系统部分
技术支持部
三一电气有限责任公司
控制系统的组成
现场布局
三一电气
品质改变世界
2
控制系统的组成
三一电气
品质改变世界
3
一、主控系统知识及维护 二、中央监控系统知识及维护 三、变桨系统知识及维护 四、变流器知识及维护 五、风机运行及故障检测理论
4
三一电气
品质改变世界
品质改变世界
9
2、控制柜按钮功能
三一电气
2.这些操作元件功能如表所示：
名称
英文名称
安全链复位健
SAFETY CHAIN RESET
元件形状
手动安全停机
MANUAL SAFETY STOP
手动停机
MANUAL STOP
控制模式自动/手动
Байду номын сангаас
CONTROL MODEAUTO/MAN
操作元件说明
黑色按键
功能
一、主控系统知识及维护
1、主控系统组成简要介绍 2、控制柜按钮功能 3、主控电气图纸 4、控制器系统组成及模块介绍 5、传感器介绍 6、安全刹车系统
5
三一电气
品质改变世界
1.主控系统组成简要介绍
三一电气
远程通讯
主控系统顾名思义，在整个风机系统 中，起着中心控制功能，如同大脑，在风 机整体机构的基础上，通过控制思想将变 桨、变流有机的协调起来，实现机组的自 动发电控制。
2).操作指示与作用方式 运行模式为“正常”模式，此时，机组没用任何功能上的限制。在保修期内，运行模式的使用基本保留
给三一电气的维护人员。也就是说，运行模式须保持在“正常”位置处，除非是三一电气因机组 的某一故障而特别授权派人来执行维护。 运行模式为 “维护”模式，此时主控运行维护程序，会有一个信号传至遥控计算机，此时不可能执行 遥控指挥（例如遥控启动，遥控停止，重新启动和其他的手动操作等）和自动控制功能（如自动 跟风偏航等），但可以进行触摸屏手动高速轴刹车和触摸屏软手动偏航。该开关处于这个位置的 时间长短将被记录在保养期统计资料内。 运行模式在以下情况下必须置“维护”：
按动。 安全连锁效应将导致转子叶片采用电池供电式的“紧急”运作法，按下紧急关机键就可以启动一连串
的安全连锁效应。
品质改变世界
12
2、控制柜按钮功能
三一电气
4.运行模式的说明 1).运行模式的作用
运行模式位于塔底控制柜上，其功能是在按钮处于“维护”时关闭机组远程控制与自动运行、并记 载风力发电设备处于停顿状态的时间。
名称
运行模式 正常/维护
手动停机
英文名称
OPERATION MODE AUTO/MAN
MANUAL STOP
元件形状
手动 安全停机
MANUAL SAFETY STOP
操作元件说明
双位开关
红色按键
功能
开关位于位置左边表 示 “运作”，位置 右边表示“维护”
风机正常停机，不触 发安全链
黑色按键
风机安全停机，触发 安全链继电器2