风机控制系统培训
风力发电--风机控制系统培训
(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
风机控制系统PPT课件
传感器接入 执行部件控制 数字电源 数字、模拟IO 安全链系统 变距系统通讯 变压器
人机界面
当机舱柜与塔底柜执行相同功能时，机舱柜优先 级高于塔底柜
变距系统
辅助电源：控制电源，动力电源 安全链及其它硬件连接：
安全链输出：变流器急停 安全链节点：变流器断开安全链
通讯接口：主控制器和变距系统 采用现场总线
模块化：不管是硬件还是软件均模块化，不同的控 制和调节程序都以模块化形式并行运行在有优先级 的多任务环境中。均可随意扩展和组合
标准化：硬件符合通行的工业标准（CE, IEC，GL， UL等）并且建立在标准的软件和IT环境基础上。
硬件部分
硬件模块
处理器模块 数字/模拟输入、输出、输入/输出模块 温度记录模块 计数器模块 编码器接口模块 轴控制模块 脉宽调制模块 安全模块 环境监测模块 总线扩展模块 串口模块 供电模块 网络终端
额定风速以上：
恒功率控制 保持功率恒定， 通过变距控制转速 稳定运行
控制策略（二）
阻尼变距控制：避开谐振点（区）
共振点跳跃：
通过变距控制，跳 过低转速点（非工 作区）易振点
振动预测与干预：
通过传感器采集加速 度信号，对振动进行 预测和防振动处理。
塔筒前后载荷的变化
风电场管理功能需求
变流器接口
辅助电源： 控制电源，UPS，风扇加热器电源
安全链及其它硬件连接
急停输入： 干节点 并网柜与变流器： 电网测量：电网侧电压，定子侧电压，定子侧电流 并网接触器控制： 合，断，就绪等
通讯接口： 主控制器和变流器采用现场总线进行通 讯
滑环和传感器
滑环
信号列表：变距系统电源、通讯、控制信号、轮毂内照 明、轴承润滑等
风机系统安全技术操作规程模版
风机系统安全技术操作规程模版一、前言风机系统是现代工业生产中不可或缺的设备之一，但其操作和维护涉及到一定的安全风险。
为了保障工作人员的生命安全和设备的正常运行，制定本风机系统安全技术操作规程，旨在规范风机系统的操作和维护工作，减少事故发生的风险。
二、操作培训1. 所有操作人员在上岗前必须接受风机系统的安全技术培训，了解相关的操作规程、安全措施、紧急处理方法等。
2. 培训内容包括但不限于：风机系统的构成和工作原理、常见故障及处理方法、操作注意事项、紧急停机和排除故障等。
3. 操作人员需通过培训考核并获得相应的操作资格证书后方可上岗。
三、日常操作1. 操作前应仔细阅读设备操作手册，并按照操作流程进行操作。
2. 操作人员必须佩戴个人防护装备，包括防护眼镜、耳塞、手套、防护鞋等。
3. 在启动风机系统之前，务必检查各个部位是否安装牢固，防护罩是否齐全。
4. 启动风机系统后，要仔细观察设备的运行状态，如有异常或异常声音应立即停机检修。
5. 切勿将手或其他物体伸入风机系统内部，以免造成伤害。
6. 在清洁和维护设备时，必须先切断电源并设立明显的停机警示标志。
四、紧急停机和排除故障1. 发生紧急情况时，必须立即按下紧急停机按钮，或通过其他紧急停机装置对风机系统进行紧急停机。
2. 在紧急停机后，必须立即切断电源，并设立明显的停机警示标志，防止他人误操作。
3. 在对风机系统进行故障排除时，必须按照设备的操作手册和维修流程进行，切勿擅自操作，以免导致更大的事故。
五、维护保养1. 定期检查风机系统的各个部位，包括电气设备、传动装置、轴承等，确保其正常运行。
2. 定期进行设备的润滑维护，使用指定的润滑剂，按照设备手册的指引进行润滑。
3. 定期清洁设备的内部和外部，清除积尘和杂物，保持设备的通风和散热。
4. 对设备进行定期的性能检测，如发现性能下降或异常情况，应及时排除故障。
六、事故处理1. 在发生事故时，立即向上级报告，并启动事故应急预案进行处理。
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
通风专业年度培训计划
通风专业年度培训计划
2023年度通风专业年度培训计划
一、培训目的
本次培训旨在提高通风专业人员的技术水平和工作能力，使其能够更好地应对日益复杂的通风工程问题，提高工作效率和质量，确保工程安全顺利进行。
二、培训内容
1. 通风系统设计与运行原理
2. 通风设备维护与保养
3. 通风系统安全管理
4. 通风工程案例分析与讨论
三、培训方式
1. 线上专题讲座
2. 线下实操培训
3. 案例分析讨论
四、培训时间
培训时间安排将在年度内根据实际情况灵活调整，以确保培训效果最大化。
五、培训对象
公司内从事通风工作的技术人员及相关管理人员。
六、培训效果评估
培训结束后将对参训人员进行培训效果评估，确保培训的实际效果和人员技能水平的提升。
七、培训计划执行
培训计划由公司通风专业负责人负责执行，确保培训计划的顺利进行并取得预期效果。
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)
风机控制系统培训教材
第一章风机控制系统概述风机所有的监视和控制功能都通过控制系统来实现，它们通过各种连接到控制模块的传感器来监视、控制和保护。
控制系统给出叶片变桨角度和发电机系统转矩值，因而作用给电气系统的分散控制单元的上位机和旋转轮毂的叶片变桨调节系统。
采用最优化的能量场算法，使风机不遭受没必要的动态压力。
它包括电网电压、频率、相位、转轴转速、齿轮箱、发电机、现场的各种温度、摆动、振动、油压、刹车衬套的磨损、电缆的弯曲和气象数据的监视。
危机故障的冗余检查，以及在紧急情况下，甚至在控制系统不运行或缺乏外部电源的情况，它们通过硬接线连接安全链立即触发和关闭风机。
甚至在主电源完全耗尽，为确保最大的安全，照明灯光还是能继续照明。
运行数据可以通过连接到远程通讯模块或因特网的PC机进行历史数据的调用，也就是说，风机的完整的状况信息可以被熟悉的操作人员和维护人员获知利用。
但是要提供安全密码等级，正确的安全密码才允许远程控制。
1 风力发电机组的基本控制要求风力发电机组的启动、停止、切入（电网）和切出（电网）、输入功率的限制、风轮的主动对风,以及对运行过程中故障的监测和保护必须能够自动控制。
风力资源丰富的地区通常都是在海岛或边远地区的甚至海上，发电机组通常要求能够无人值班运行和远程监控，这就要求发电机组的控制系统有很高的可靠性。
2 控制系统的基本功能并网运行的FD型风力发电机组的控制系统具备以下功能：(1)根据风速信号自动进入启动状态或从电网切出。
(2)根据功率及风速大小自动进行转速和功率控制。
(3)根据风向信号自动偏航对风。
(4)发电机超速或转轴超速，能紧急停机。
(5)当电网故障，发电机脱网时，能确保机组安全停机。
（6）电缆扭曲到一定值后，能自动解缆。
(7)当机组运行过程中，能对电网、风况和机组的运行状况进行检测和记录，对出现的异常情况能够自行判断并采取相应的保护措施，并能够根据记录的数据，生成各种图表，以反映风力发电机组的各项性能。
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? True RMS 的测量适用于 6 个电压和 3 个电流, 测量频率 可高至10 毫秒一次；
? 通讯端口的管理； ? 周期性数值的处理（例如风
向）； ? 用于模拟和数字测量的滤波
器； ? 定时器； ? 数据资料记录； ? 图形界面工具箱；
VESTAS控制系统
? 底部和顶部的处理 器模块
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
MITA的风力发电控制系统
Software and Statistics
? 集成所有功能并采用 c语言 编程可实现通过网络的远 程软件更新；
历史
监视
控
报警
制
风场监视控制系统支撑软件
打印
变压器监视接入
风机本机监视接入
其它信号接入
本
机
控 制
系统诊断 历史及数 及报警 据存储
HMI
DLS或类似接口接入
通讯
风力发电机组控制算法
接口
逻辑实现平台
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
偏航、液压等
变桨系统控制
QUEST公司控制系统
? 闸流晶体管驱动器模块
? Thyristor outputs （闸流 晶体管输出） 6
? Output voltage, max （最 大输出电压） 690V
? Output current, max （最大输出电流） 1A
? Over-current protection （电流保护装置） Yes
风力发电机组电控系统工 作报告
风力发电机组控制系统硬件图
风场控制
本机控制 控制层
本机控制
系统通讯组件
服务器
打印机
网关
操作员站
工程师站
本机控制器 风力机本机监视 笔记本电脑
其它控制设备
系统通讯组件
本机控制
I/O 卡件 变桨控制 变流控制
变流控制 变桨控制
风机被控设备
风力发电机组控制软件系统图
风
场 远程通讯 纪录
? Digital inputs （数字输入） 6
QUEST公司控制系统
软件系统主要用途和功能
? 用于添加和操作数据库记录 的工具；
? 支持各类输入 /输出（I/O） 总线装置的数据库；
? 用于定义输入 /输出（I/O） 的工具，无论该
? 端口是在 CPU 单元上或是在 设备的总线系
? 统输入/输出（I/O）模块上； ? 任务周期间隔可以为 1、10、
MITA的风力发电控制系统
MITA的风力发电控制系统
? WP3100 Controller ? 适用于不同型号风机的智能
控制器 ? 集成所有控制功能 ? 先进的数据采集和存储 ? 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
MITA的风力发电控制系统
? 风力机的远程访问； ? 参数和数据的密码保护； ? 数据统计并实现日、月、
年的统计报告； ? 故障诊断及报警； ? 提供多种用户语言。
中科院电工所的风机控制系统
中科院电工所的风机控制系统
中科院电工所的风机控制系统
技术开发历程
? 承担多个风力发电控及变流器系统国家级项目 ? 22KW变速恒频控制系统试验验证 ? 大连天元电机全功率试验验证 ? 国电玉门风场 600KW G42 机组现场试验
? Gamesa
7.4万千瓦
存在问题：
? 通讯问题； ? 阵风超速； ? 变桨调节特性同主控系统匹配。
GH的风场控制系统
远程对话单元(RIU) (Remote Interface unit (RIU))
? 统计分析 (Statistical analysis) ? 独立于风场网络 (Independent of site
电网数据管理
系统设计 (机舱)
系统设计 (塔基)
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
QUEST公司控制系统
采用输入/输出（I/O）单 元分布在风力发电机周围， 大幅度的减少电缆的数量。
QUEST公司控制系统
? 科若斯测量变压器 （电压 互感器）
? Chorus Trafo 科若斯变压器 （电压互感器）
? Single phase type ? Max Voltage （最高电压）
690V ? Accuracy （精确性） 0.3 % ? Output （输出） 0 – 10V
中科院电工所的风机控制系统
国电玉门风场600MW G42机组现场试验
?将A12号机组的所有测量线、反馈线、控制线和动 力线进行标号，并详细记录。
?将原位于机舱内的主控柜拆除，从机舱内吊下；并 在原来位置上安装科诺的信号转接柜。
?将原有的线路完全拆除后，全部引入科诺的控制室 内，与科诺的控制系统和变流器连接。
变流器系统
倍福公司风力发电控制系统实例
DeWind D8: 2 MW / 叶片液压定调 / 双馈反应发电机 (DFI风能: 参考案例及专用知识
? 应用案例 1: 涡轮调节及自动控制 (II)
? DeWind D8: 2 MW / 叶片液压定调 / 双 馈反应发电机 / 变速箱
network) ? 高采样频率，有准确时间纪录的数据
(High sample rate, accurate time stamped data) ? 保持最大的数据完整性 -断网后两个月 的储存(Maximum data integrity – 2 months storage during network outage) ? 实时数据采集和下载 (Campaign and download real time data) ? 客户数据分析 (Custom data analysis)
?检查和测试所有接线的正确性和信号的准确性。 ?为监控机舱内的情况，在机舱内额外安装了一套监
视系统。
中科院电工所的风机控制系统
现场试验结果
?一次并网成功；
?好的电气控制特性；
?优于原机组的功率控制曲线；
?30天的运行考核期测试成功，对比试验结果良好：
? 科诺A12号机组 7.3万千瓦
? 金风600MW机组 6.9万千瓦