控制系统的结构

1.总体结构

不同类型的风力发电机组由于采用的发电机的结构和类型不同，因此控制系统的结构和控制方案也各有不同，但大多数的控制系统主要由各种传感器、变桨距系统、主控制器、功率输出单元、无功补偿单元、并网控制系统、安全保护系统、监控系统和通信接口电路等组成。具体的控制功能有信号的数据采集与处理、变桨控制、偏航控制、转速控制、自动解缆、功率控制、并网和解列控制、启动与停机控制、制动控制、监控与事故处理等。图7-1所示为某风力发电机组控制系统的总体结构。

图7-1　风力发电机组控制系统的总体结构

现代的风力发电机组一般都采用微机控制，将风向标、风速仪、风轮的转速，发电机的电压、频率、电流，电网的电压、电流、频率，发电机和增速齿轮箱等的温升，机舱和塔架等的振动，电缆过缠绕等传感器的信号经过模/数转换输送给微机，由微机根据设计程序发出各种控制指令。图7-2所示为风力发电机组的微机控制原理框图。

2.主控制器

控制系统的主要硬件分别放置在机舱控制柜和塔基控制柜中，如图7-3所示。(https://www.daowen.com)

主控制器是控制系统的核心。图7-4所示为丹麦Mita控制器，它常用于双馈变速恒频风力发电机组。处理模块位于塔基控制柜中，机舱采集传感器将信号输到I/O模块，再由通信模块转换为光纤通信信号，传递到塔基控制柜中的通信模块，经处理后由光纤通信返回给机舱，从而控制各传感器执行元件的输出。

图7-2　风力发电机组的微机控制原理框图

1—微机；2—A/D转换模块；3—风向标；4—风速仪；5—频率计；6—电压表；7—电流表；8—控制机构；
9—执行机构；10—液压缸；11—偏航电动机；12—其他传感器；13—显示器；14—键盘

图7-3　控制柜体的布置图

图7-4　丹麦Mita控制器