15WM机组主控系统精品PPT课件
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金风1.5兆瓦机组讲解
一、金风1.5MW机组的特点-12/17
叶轮变桨系统组成（第二代变桨结构）
变桨驱动
变桨控制柜 齿形 带
变桨轴 承
胀紧度 调节压 板 17
提问:
金风的机组为什么要使用齿形带进行变桨驱动 ？
* 18
一、金风1.5MW机组的特点-13/17
齿轮传动变桨技术
70% 时间 x 20 年 (机组设计寿命) = 14 年一个齿牙承受载荷（接触受力） + 非常困难的齿面润滑
变桨控制系统 1、采用变桨电机配合减速器作 为驱动； 2、采用带有齿形的皮带传动； 3、3个变桨柜可独立控制，作 为主控PLC的子站； 4、采用DP通讯协议，数据通 过滑环和主控进行交换； 5、各个柜体间采用航空插头进 行连接，维护方便； 6、变桨系统备用电源采用超级 电容，可靠性高，使用寿命 长。
金风大学值班长特训营
* 4
课程目录
一、金风1.5MW机组的特点 二、直驱机组与双馈机组的比较 三、金风1.5MW机组配置型号 四、金风1.5MW机组的基本参数 五、金风1.5MW机组的关键部件 六、金风1.5MW机组的电控系统
金风大学值班长特训营
* 5
一、金风1.5MW机组的特点-1/17
机组特点: 1、无齿轮箱，直驱永磁发电机； 2、变速变桨控制方式； 3、全功率变流系统； 4、PAC控制系统； 5、结构紧凑简单； 6、低风速段功率特性优异；
Goldwind 70/1500
Repower 70/1500 某双馈70/1500kW
GE 70.5/1500 某双馈 70/1500kW
15
.7
13
14
15
16
17
18
* 28
00风电 1.5MW机组冷却系统课件
散热器：当水冷系统混合液已经走外循环的时候，水冷系统仍然无法降低变流器 温度在一个合适的范围内工作，这个时候散热器上的散热风扇就会逐个开始运行，从 而更好的保证水冷系统冷却的功效。
工艺流程说明
三、高澜水冷控制系统介绍
1、高澜水冷系统的工作原理分析 水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，通阀开始开启，若温度继续升高，电动三通阀不断开
启直至全部开通，冷却液全部通过散热器进行散热，同时三个散热扇轮流交替进行工作强 制散热。
变流器：变流器通过三号柜下方的法兰将水泵出口的冷却液引至变流器内部，然后通过 分流管路将冷却水分别送到电抗器和1U、2U1、3U1等功率模块进行冷却。冷却液在变流柜 内部循环之后，再通过三号柜的出水口把冷却液送回水冷系统，从而保证变流器工作在一个 合适的温度环境之中。
电加热器：只有在水冷系统运行的条件下电加热器才可以工作进行加热，电加热器 的启停是由主控程序来控制的。当变流器有加热请求的时候，电加热器会开始加热来 调节变流器内部元器件等温度直到变流器加热请求信号消失为止。另外当系统水温低 于12℃的时候水冷系统也会自动开始加热，直到水温高于15 ℃的时候才停止加热。另 外，主控在就地控制的状态下也可以强制水冷系统进行加热，作为调试或冬天低温时 系统启动前的预热
电磁排气阀：水冷系统内混合液存在热胀冷缩的现象，当混合液温度升高时候系 统压力会迅速升高，当压力平衡罐的稳压能力无法满足平衡系统压力的时候，主控程 序就会根据设定好的压力来控制电磁排气阀动作，从而降低水冷系统的压力。当系统 压力降低到合适的数值时，程序会自动控制电磁排气阀停止排气，从而保证整个系统 工作在一个相对稳定的压力范围内。
金风1.5MW机组使用的水冷系统主要有两种，就是高澜水冷系统和贺德克水冷系 统。高澜水冷系统采用的是管路结构形式，其结构简单易懂；贺德克水冷系统采用的 是集成阀块结构，主要管路设计都集成在阀块内部，看上去结构简洁。
工艺流程说明
三、高澜水冷控制系统介绍
1、高澜水冷系统的工作原理分析 水冷系统的工作原理可以理解为水循环在高温的变流器内吸热，通阀开始开启，若温度继续升高，电动三通阀不断开
启直至全部开通，冷却液全部通过散热器进行散热，同时三个散热扇轮流交替进行工作强 制散热。
变流器：变流器通过三号柜下方的法兰将水泵出口的冷却液引至变流器内部，然后通过 分流管路将冷却水分别送到电抗器和1U、2U1、3U1等功率模块进行冷却。冷却液在变流柜 内部循环之后，再通过三号柜的出水口把冷却液送回水冷系统，从而保证变流器工作在一个 合适的温度环境之中。
电加热器：只有在水冷系统运行的条件下电加热器才可以工作进行加热，电加热器 的启停是由主控程序来控制的。当变流器有加热请求的时候，电加热器会开始加热来 调节变流器内部元器件等温度直到变流器加热请求信号消失为止。另外当系统水温低 于12℃的时候水冷系统也会自动开始加热，直到水温高于15 ℃的时候才停止加热。另 外，主控在就地控制的状态下也可以强制水冷系统进行加热，作为调试或冬天低温时 系统启动前的预热
电磁排气阀：水冷系统内混合液存在热胀冷缩的现象，当混合液温度升高时候系 统压力会迅速升高，当压力平衡罐的稳压能力无法满足平衡系统压力的时候，主控程 序就会根据设定好的压力来控制电磁排气阀动作，从而降低水冷系统的压力。当系统 压力降低到合适的数值时，程序会自动控制电磁排气阀停止排气，从而保证整个系统 工作在一个相对稳定的压力范围内。
金风1.5MW机组使用的水冷系统主要有两种，就是高澜水冷系统和贺德克水冷系 统。高澜水冷系统采用的是管路结构形式，其结构简单易懂；贺德克水冷系统采用的 是集成阀块结构，主要管路设计都集成在阀块内部，看上去结构简洁。
1.5MW风机主控及电气回路
一、双馈机组技术介绍，二、控制系统介绍，三、通讯及安全链系统，四、重要设备软硬件，五、控制模式介绍一、双馈机组技术介绍1、双馈机组运行原理2、发电原理介绍变速恒频双馈发电机运行时电机转速与定、转子绕组电压频率关系的数学表达式：f1=（p/120）×nr±f2式中：f1为定子电压频率；p为电机的极数；nr为双馈发电机的转速；f2为转子励磁电压频率。
由上式可知，当转速nr发生变化时，若调节f2变化，可使f1保持恒定不变，实现双馈发电机的变速恒频控制亚同步运行n r＜n1时，（即0＜S＜1）f2取正号，如果忽略各种损耗，则发电机的能量关系为：P电磁=P机械+P转差P上网=P电磁（定子馈电，转子由变频器提供励磁）超同步运行n r＞n1时，（即S＞1）f2取负号，如果忽略各种损耗，则发电机的能量关系为：P机械=P转差+P电磁P上网=P转差+P电磁（定子馈电+转子馈电）注：n1为发电机的同步转速。
3、控制策略介绍叶尖速比：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。
通常可取6-8 。
二、控制系统介绍1、控制系统结构塔底柜：塔筒柜/变流器机柜机舱柜：变桨控制柜/机舱控制柜2、控制系统硬件组成PLC 主站塔底从站机舱从站（20）：数字量机舱从站（22）：模拟量3、重要卡件介绍PROFIBUS 现场总线主站接口：CX1500-M310CPU：CX1020电源模块：CX1100-0002Profibus总线耦合器：BK3150端子供电模块：KL9210数字输入输出模块：KL1104、KL2134模拟输入模块：KL3204电网检测模块：KL3403：输入：三相电压、电流；计算：电压电流有效值，有功功率、视在功率、电流峰值、频率 安全链模块：KL1904、KL2904、KL6904差分模拟量输入模块：KL3404SSI编码器接口端子：KL5001三、通讯及安全链系统1、Profibus通讯结构Profibus总线终端器Profibus接线顺序：变流器——》Profibus主站CX1500-M310——》塔底柜BK3150（11号站）——》塔底柜光电转换器——》机舱柜光电转换器——》机舱柜BK3150（20号站）——》机舱柜BK3150（22号站）——》变桨系统2、安全链系统安全链是风机的最后一道保护，为一组串联的常闭接线电路，安全链动作会触发紧急停机，系统由3片KL1904，一片KL6904和一片KL2904组成。
金风15MW风机switch变流器系统讲解 ppt课件
金风15MW风机switch变流器系统讲解
• 一、Switch变流器的介绍
• 1.1 4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） • 1.2 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） • 1.3 3#柜外观结构及内部元器件介绍 • 1.4 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
• 二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
一、Switch变流器的介绍
• 变流器在风机系统中的主要作用是把风能转换成适应于电网的 电能，反馈回电网。发电机发出交流电，此交流电的电压和频 率都很不稳定，随叶轮转速变化而变化，经过电机侧整流单元 （或称INU）整流，变换成直流电，送到直流母排上，再通过 逆变单元（或称AFE）把直流电逆变成能够和电网相匹配的形 式送入电网。
• 变流器由芬兰的The Switch公司研制，网侧、电机侧都采用主 动整流方式。变流器整体结构由5个机柜构成，其中核心部件 为1#，2#、4#、5#机柜内部的功率模块，由芬兰的VACON公司 生产。其中2#柜中的单元（1U1）即为AFE，4、5#柜中的单元 （2U1, 3U1）为INU，1#柜中的功率模块(4U1)是制动单元。
反馈发出的24V信号，2K1、2K2就会保持吸合。 3K1-接于2K1与3U1-A11-B10端子来控制发电机侧2#开关柜空开储能电机MT 2K2-接于2K1与3U1-A11-B10端子来控制发电机侧2#开关柜空开分闸线圈MN 3K12-断路器2Q1跳闸指令（2#断路器故障） 3K13-2#开关柜断路器闭合反馈信号（24V）；接 2U1-A11-A9端子，3K13得电，3U1得 到
网侧1U1功率单元
水冷散热管路
1K1-由4K1控制，接1U1-A11-B10端子，来控制网侧空开 2K1-由4K1控制，接于3K1与2U1-A11-B10端子来控制发电机侧1#开关柜空开储能电机MT 2K2-接于3K1与2U1-A11-B10端子来控制发电机侧1#开关柜空开欠压脱扣线圈MN 2K11-断路器2Q1跳闸指令（1#断路器故障），将故障信号反馈到2U1-A11-A9端子 2K12-1#开关柜断路器闭合反馈信号（24V）；接2U1-A11-B5端子，2K12得电，2U1得到
• 一、Switch变流器的介绍
• 1.1 4U1外观结构及内部元器件介绍（1#柜） • 1.2 1U1外观结构及内部元器件介绍（2#柜） • 1.3 3#柜外观结构及内部元器件介绍 • 1.4 2U1和3U1外观结构及内部元器件介绍（4#和5#柜）
• 二、强制预充电及主空开、发电机侧空开闭合测试
一、Switch变流器的介绍
• 变流器在风机系统中的主要作用是把风能转换成适应于电网的 电能，反馈回电网。发电机发出交流电，此交流电的电压和频 率都很不稳定，随叶轮转速变化而变化，经过电机侧整流单元 （或称INU）整流，变换成直流电，送到直流母排上，再通过 逆变单元（或称AFE）把直流电逆变成能够和电网相匹配的形 式送入电网。
• 变流器由芬兰的The Switch公司研制，网侧、电机侧都采用主 动整流方式。变流器整体结构由5个机柜构成，其中核心部件 为1#，2#、4#、5#机柜内部的功率模块，由芬兰的VACON公司 生产。其中2#柜中的单元（1U1）即为AFE，4、5#柜中的单元 （2U1, 3U1）为INU，1#柜中的功率模块(4U1)是制动单元。
反馈发出的24V信号，2K1、2K2就会保持吸合。 3K1-接于2K1与3U1-A11-B10端子来控制发电机侧2#开关柜空开储能电机MT 2K2-接于2K1与3U1-A11-B10端子来控制发电机侧2#开关柜空开分闸线圈MN 3K12-断路器2Q1跳闸指令（2#断路器故障） 3K13-2#开关柜断路器闭合反馈信号（24V）；接 2U1-A11-A9端子，3K13得电，3U1得 到
网侧1U1功率单元
水冷散热管路
1K1-由4K1控制，接1U1-A11-B10端子，来控制网侧空开 2K1-由4K1控制，接于3K1与2U1-A11-B10端子来控制发电机侧1#开关柜空开储能电机MT 2K2-接于3K1与2U1-A11-B10端子来控制发电机侧1#开关柜空开欠压脱扣线圈MN 2K11-断路器2Q1跳闸指令（1#断路器故障），将故障信号反馈到2U1-A11-A9端子 2K12-1#开关柜断路器闭合反馈信号（24V）；接2U1-A11-B5端子，2K12得电，2U1得到
1.5WM机组主控系统介绍
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示）
模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(模块)
KL9010总线末端端子可用于总线 耦合器和总线端子之间的数据交换。 每一个站都可在右侧使用KL9010 作为总线末端端子。总线末端端子 不具有任何其它功能或连接能力。
PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上 提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。
3.3、PLC输入和输出模块的基本原理
数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开 关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电 路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输 入电流一般为数毫安。（如图所示）
பைடு நூலகம்
维护模式激活 No
OR
Yes No
停机正常
Yes
维护
OR
Yes 维护模式激活 No
维护模式下电 No
机转速故障
Yes
OR
5.2 启动和并网控制
风力发电机的起动和并网过程如下：由风向传感器测出风向主控制 器使偏航驱动机构动作，从而使风力发电机组对准风向。同时检测风速 （只要有风发电机转子就有转动，随着风速的增加发电机的感应电压也 逐步增加，即电机端电压逐步升高），当风速超过切入风速时，机组开 始启动，当机组达到一定条件时，通过全功率变流器控制的功率模块和 变流器网侧电抗器、电容器的LC滤波作用使系统输出电压等于电网电压、 频率也达到并网条件，同时检测电网电压与变流器网侧电压之间的相位 差，当其为零或相等（过零点）时实现并网发电（这些条件在金风 1.5MW机组里全部通过变流装置的控制来实现，变流装置通过锁相控制 和SPWM调制等使机组输出达到并网条件）。
金风1.5MW机组变流器介绍课件(PPT31页)
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电抗器支架
网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后 复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变 压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。
三、各元器件介绍
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变压器支架
620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副 边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力
二、FREQCON变流系统
DP总线
DP总线
DP总线 1号变桨柜
滑环
DP总线
3号变桨柜
2号变桨柜
DP总线 DP总线 DP总线
机舱柜（topbox)
主控柜和低压柜
变流柜
IGBT单元
变流控制器
变流器信号走线
变流器控 制子站
整流二 级管
模拟量 信号
数字量 信号
freqcon变流控制器
调制脉 冲驱动
信号
变流板指示灯说明
拨码说明
变流控制器的原理框图 电源给定信号数字输入
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电抗器支架
网侧空开——风机的并网与脱网控制。过流、短路等保护功能。注意保护后 复位按钮弹出需回复。 电流互感器——完成电流变送。变比：1/2000。原理：二次侧短路的特殊变 压器，二次侧相当于一个电压源。 3组（六个）交流电抗器——与网侧电容、变压器构成LCL滤波。 3个直流电抗器——直流斩波升压电抗器。
三、各元器件介绍
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变压器支架
620/400V自耦变压器——提供机组动力用电和控制用电。总容量40KVA，副 边22.4KVA 提供主控柜，变流柜用电。17.5KVA提供机舱用电。 IGBT2冷却风扇——风冷系统循环动力
二、FREQCON变流系统
DP总线
DP总线
DP总线 1号变桨柜
滑环
DP总线
3号变桨柜
2号变桨柜
DP总线 DP总线 DP总线
机舱柜（topbox)
主控柜和低压柜
变流柜
IGBT单元
变流控制器
变流器信号走线
变流器控 制子站
整流二 级管
模拟量 信号
数字量 信号
freqcon变流控制器
调制脉 冲驱动
信号
变流板指示灯说明
拨码说明
变流控制器的原理框图 电源给定信号数字输入
MY1.5-2.0MW机组电控系统介绍(主控)
度地获取能量。
7、可靠、快速地变频调节发电机功率及功
率因数。
8、输出功率稳定，提供优质电能。
9、三桨叶独立的变桨传动控制单元。
10、完善的自动偏航功能。
11、优化的控制策略可提高抗台风能力。
安全链原理
• 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
超速监视器超速信号
PLC系统故障
安全链动作示意图
安全链触发机组动作
机组紧急停机，发出变桨紧急顺桨（EFC）
信号，桨叶由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
安全链复位
复位安全链：
按下机舱柜上的复位安全链按钮；或
传输到PC控制器上。
数据实时扫描时间10毫秒，安全端子扫描
时间为4毫秒。
TwinCATSAFE安全端子独立于CPU运行，当
CPU出现故障时，安全系统保证机组在极端
情况下的顺利停机。
先进的控制策略
先进的控制策略
1、具有自主知识产权的控制原代码，已完
全消化吸收。
2、控制代码多达20万行，具有完善的机组
EL9400(+24V)， KL9550(+24V)
KL9540(+24V)， EL9187(0V)。
通讯模块：
EK1100,EL6751(CANBUS),EL6731(Profibu
s),EK1110（总线耦合器）
主控系统简介
主控系统简介
先进的控制系统
200个分布在机舱和塔基的IO点通过总线
7、可靠、快速地变频调节发电机功率及功
率因数。
8、输出功率稳定，提供优质电能。
9、三桨叶独立的变桨传动控制单元。
10、完善的自动偏航功能。
11、优化的控制策略可提高抗台风能力。
安全链原理
• 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
超速监视器超速信号
PLC系统故障
安全链动作示意图
安全链触发机组动作
机组紧急停机，发出变桨紧急顺桨（EFC）
信号，桨叶由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
安全链复位
复位安全链：
按下机舱柜上的复位安全链按钮；或
传输到PC控制器上。
数据实时扫描时间10毫秒，安全端子扫描
时间为4毫秒。
TwinCATSAFE安全端子独立于CPU运行，当
CPU出现故障时，安全系统保证机组在极端
情况下的顺利停机。
先进的控制策略
先进的控制策略
1、具有自主知识产权的控制原代码，已完
全消化吸收。
2、控制代码多达20万行，具有完善的机组
EL9400(+24V)， KL9550(+24V)
KL9540(+24V)， EL9187(0V)。
通讯模块：
EK1100,EL6751(CANBUS),EL6731(Profibu
s),EK1110（总线耦合器）
主控系统简介
主控系统简介
先进的控制系统
200个分布在机舱和塔基的IO点通过总线
3-电控系统介绍
直驱1.5MW电控系统组成
变桨系统 变流系统 主控系统 监控系统
变 桨 传 感 器
变 桨 执 行 器 件
变 桨 控 制 单 元
变 桨 备 电
整 流 单 元
逆 变 单 元
保 护 单 元
控 制 单 元
滤 波 单 元
控 制 单 元
传 感 器 单 元
执 行 单 元
总 线 系 统
工 业 以 太 网
监 控 软 件
安全系统安全链的结构
Pitch 3 ok K4 Pitch 2 ok K4 Pitch Box 1 K7 Pitch Box 2 K7 Pitch Box 3 K7
Pitch system 3
变桨系统 3
Pitch system 2
Pitch Box 3 K7 Pitch 1 ok K4 Safety system ok to pitch (变桨安全链) -115K3
电 机 温 度
DC 60V 开关电源 U 电源开关 DC 0V
变桨逆变器 叶 片 桨 距 角
V
W
电 机 刹 车
电机 转速 反馈
变桨电机
旋转编码器 90 度 限 位 开 关 0 度 接 近 开 关
机舱控制系统 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，控制对风偏航和液压站的工作。
电机控制 及信号线
滑环和变桨电机
变桨电控系统主电路采用交流-----直流----交流回路，变桨电机采用交流异步电机， 变桨速率通过变桨电机的转速调节，采用开环频率控制。相比采用直流电机调速的变桨 控制系统，在保证调速性能的前提下，避免了直流电机存在碳刷容易磨损，维护工作量 大、成本增加的缺点。
15MW风机----学习资料
1.5MW风机学习资料一、偏航系统偏航系统主要有两个功能，一是使机舱轴线跟踪变化稳定的风向，二是当机舱至塔底引出电缆到达设定的扭缆角度后自动进行解缆，结构图如下所示：➢结构原理介绍：偏航系统是由偏航轴承和四台偏航电机驱动的齿轮传动机构组成的。
偏航轴承为内摩擦的滑动轴承系统，为内齿圈设计。
四台偏航驱动对称布置，由电机驱动小齿轮带动整个机舱沿偏航轴承转动，实现机舱的偏航。
当风向与机舱轴线偏离一个角度时（风小时为±8°，风大时为±15°），控制系统经过一段时间的确认后，会控制偏航电机将机舱轴线调整到与风向一致的方位，实现机舱对风。
➢运行状态介绍：当偏航电机带动偏航轴承偏航时，偏航液压刹车系统处于半释放状态，从而设置足够大的阻尼，偏航时使机舱保持足够的稳定性。
当偏航电机停止时，偏航液压系统处于刹车状态，将机舱固定到相应的位置上。
当机舱偏航到某一角度，由机舱引入到塔底的发电机电缆将处于缠绕的状态，这时风力发电机组会进行解缆处理（偏航系统按缠绕的反方向偏航），使电缆解除缠绕的状态。
由于解缆时希望能够快速偏航，这时偏航液压系统刹车处于完全释放状态。
➢控制原理：在不同的风速条件下，偏航的动作方式不同，分为高风速偏航和低风速偏航。
高风速下自动偏航：60秒平均风速大于等于9 m/s，触发偏航程序的条件如下：•偏航对风60秒平均偏差大于8°，延时210s，风机偏航。
•偏航对风60秒平均偏差大于15°，延时20s，风机偏航。
低风速下自动偏航：60秒平均风速小于9 m/s，触发偏航程序的条件如下：•偏航对风60秒平均偏差大于10°，延时250s，风机偏航。
•偏航对风60秒平均偏差大于18°，延时25s，风机偏航。
➢禁止偏航的条件：在下列情况下，不允许自动偏航：•产生偏航故障；•偏航解缆动作；•风机处于维护模式；•30s平均风速<2.5m/s；•紧急停机过程；•发生风向故障；•发生液压故障；自动偏航不影响风机的当前状态。
1.5mw变流系统课件(switch)
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Suzhou LongYuan Bailu Wind Power Vocational Center Co., Ltd.
励磁电流的参考给定则比较复杂。首 先根据直流母线电压推算出对应的定子最 大端电压，将这个电压和前馈电压值比较， 将其中较小者作为机端电压最大值。再将 这个结果和电压给定进行比较，再经过磁 场控制器得到励磁电流给定。 注意，这里虽然用PI调节器的符号表示 磁场控制器，但实际上与一般的PI调节器是 有一定区别的。
2009年12月24日
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。
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switch变流柜结构
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是一种现场层的高速数据传送通信。主 站周期地读取从站的信息并周期地向从 站发送信息。在此提供智能化设备所需 的非周期性通信以进行组态、诊断和报 警处理。 传输介质是双绞线
2009年12月24日
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金风MW机组整机介绍PPT课件
叶片： 叶轮直径： 扫风面积：
Sinoma52.5或类似叶片
108 m 9038.7m2
轮毂高度（推荐） ： 80m、100m、120m
额定转速：
14rpm
额定风速(标准空气 密度理论值)：
9.5m/s
切入风速：
切出风速(10分钟均 值) ：
极大风速：
2.5m/s 22 m/s 52.5m/s
运行温度范围：
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谢 谢 大 家！
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感谢您的观看。
第43页/共43页P总 Nhomakorabea线
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
塔架
动
1、蓝色虚线框里表示变流系统 （塔底）
D
P 总 线
冷 却 水
2、红色虚线框里表示水冷系统 （塔底） 3、绿色虚线框里表示主控系统 （塔底） 4、黑色虚线框里表示机舱控制系统（塔顶）
管 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）
冷却水管
散热器
机组主控制柜
水冷却控制柜
二、机组的整体机械结构
金风2.0MW机组的主体部件图
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二、机组的整体机械结构
整机侧剖视图
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二、机组的整体机械结构
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三、叶轮变桨系统
叶轮变桨系统组成
导流罩
变桨齿形带
变桨轴承
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变桨控制柜
变桨轮毂
接近开关和 限位开关
三、叶轮变桨系统
叶轮变桨系统组成
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四、永磁发电机及其轴承
发电机的结构介绍
转子支架 及磁钢
机组协调控制系统(CCS) ppt课件
时能自动处理事故和系统切换。
一、热工控制系统设计的基本方法
从能量平衡的观点看，输入能量与输出能量之间的比例关系应能调节保持，在变
动工况下，由于机组的蓄能变化，比例关系也会有变化，它们之间总的关系为：能量 输入等于能量输出加能量储蓄。设计系统时可以把关系密切的两个相互平衡的量作为 调节器的输入信号，也可以把这两者是否平衡的指标作为被调参数。
汽机跟随（锅炉基本）为基础的协调控制系统，可以在汽机调节器前，加入功率
偏差的前馈信号，其原理是利用锅炉的蓄能，同时允许汽压在一定范围内波动。如图 11-2所示，功率偏差信号（P0－PE）可以看作是暂时改变的汽机调节器的给定值，当 （P0－PE）0时，汽压给定值降低，汽机调节器发出开大调节阀的指令，增加输出 功率，反之亦然，当F(x)＝0时，前馈作用不存在。 2、以锅炉跟随（汽机基本）为基础的协调控制系统：
处于自动状态，维持机前压力。汽机主控制器处于手动状态。
（５）方式V－－手动控制方式 这时锅炉和汽机都处于“手动”控制，单元机组的运行由运行人员手动操作，主
控制系统中的负荷要求指令P0 跟踪机组的实际出力，为投入自动作好准备。
ppt课件
11
第二节 协调控制系统的基本方案分析
根据单元机组的动态特性及其负荷控制系统的任务，已经设计出了多种不同类型
员改变负荷的指令、电网频率自动调整的指令。根据机组运行状态和电网对机
组的要求，选择其中一种指令或两种以上指令。
（2）限制负荷指令的变化率和起始变化p幅pt课度件。
9
（３）限制机组最高和最低负荷。 （４）甩负荷保护。 （５）根据机组的辅机运行状态，选择不同的运行工况。
２、机炉主控制回路的作用 （１）接受经过处理的负荷指令P0，对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥
一、热工控制系统设计的基本方法
从能量平衡的观点看，输入能量与输出能量之间的比例关系应能调节保持，在变
动工况下，由于机组的蓄能变化，比例关系也会有变化，它们之间总的关系为：能量 输入等于能量输出加能量储蓄。设计系统时可以把关系密切的两个相互平衡的量作为 调节器的输入信号，也可以把这两者是否平衡的指标作为被调参数。
汽机跟随（锅炉基本）为基础的协调控制系统，可以在汽机调节器前，加入功率
偏差的前馈信号，其原理是利用锅炉的蓄能，同时允许汽压在一定范围内波动。如图 11-2所示，功率偏差信号（P0－PE）可以看作是暂时改变的汽机调节器的给定值，当 （P0－PE）0时，汽压给定值降低，汽机调节器发出开大调节阀的指令，增加输出 功率，反之亦然，当F(x)＝0时，前馈作用不存在。 2、以锅炉跟随（汽机基本）为基础的协调控制系统：
处于自动状态，维持机前压力。汽机主控制器处于手动状态。
（５）方式V－－手动控制方式 这时锅炉和汽机都处于“手动”控制，单元机组的运行由运行人员手动操作，主
控制系统中的负荷要求指令P0 跟踪机组的实际出力，为投入自动作好准备。
ppt课件
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第二节 协调控制系统的基本方案分析
根据单元机组的动态特性及其负荷控制系统的任务，已经设计出了多种不同类型
员改变负荷的指令、电网频率自动调整的指令。根据机组运行状态和电网对机
组的要求，选择其中一种指令或两种以上指令。
（2）限制负荷指令的变化率和起始变化p幅pt课度件。
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（３）限制机组最高和最低负荷。 （４）甩负荷保护。 （５）根据机组的辅机运行状态，选择不同的运行工况。
２、机炉主控制回路的作用 （１）接受经过处理的负荷指令P0，对锅炉调节系统和汽机调节系统发出协调的指挥
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PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上 提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。
3.3、PLC输入和输出模块的基本原理
数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开 关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电 路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输 入电流一般为数毫安。（如图所示）
围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。
PLC有什么特点？
1、通用性强，使用方便； 2、功能强，适应面广； 3、可靠性高，抗干扰能力强 ； 4、编程方法简单，容易掌握 ； 5、PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，极为方便。控制程序变化方便，具有很好的 柔性； 6、体积小、重量轻、功耗低。
模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(模块)
KL9010总线末端端子可用于总线 耦合器和总线端子之间的数据交换。 每一个站都可在右侧使用KL9010 作为总线末端端子。总线末端端子 不具有任何其它功能或连接能力。
直驱1.5MW电控系统组成
监控软件 工业以太网
总线系统 执行单元 传感器单元 控制单元
滤波单元 控制单元 逆变单元 整流单元
变桨备电 变桨控制单元 变桨执行器件 变桨传感器互
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
网络/远程监控
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
PLC的应用
1、开关量逻辑控制 ；2、运动控制 ；3、闭环过程控制 ；4、数据处理 ；5、通讯联网
PLC的组成 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件
3.2、PLC的工作原理
PLC采用分时操作原理，从第一条程 序开始，在无中断或跳转控制的情况 下，按程序存储顺序的先后，逐条执 行执行程序，直到程序结束。然后再 从头开始扫描执行，并周而复始地重 复进行。由于CPU的运算处理速度很 快，所以从宏观上来看，PLC外部出 现的结果似乎是同时完成的。整个过 程包括内部处理、通信服务、输入处 理、程序执行、输出处理五个阶段。
机组的主控制器
CX1500-M310
CX1020
CX1100 KL9210 KL6904 KL9010
主控器由CX1500-M310模块负责DP通讯，由CX1020负责机组程序 的逻辑判断，由CX1100负责CPU的供电及后续模块的通讯，由KL9210负 责后续模块的供电，由KL6904负责安全链的判断和管理。
三、PLC模块的功能及组态结构
3.1、PLC的基础知识
什么是PLC？
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，国际电工委员会（IEC）于 1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编 程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令， 并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示）
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计
变浆系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节
传感器
▲数字量采集 ▲模拟量采集
二、 1.5MW风力 发电机组电气控 制系统的拓扑结 构
金风1.5MW风力发电机组的主控系统以德国beckhoff公司生 产的嵌入式PLC控制器为核心。PLC控制器主要实现风力发电机 组的过程控制、安全保护、故障检测、参数设定、数据记录、数 据显示以及人工操作，配备有多种通讯接口，能够实现就地通讯 和远程通讯。采用PROFIBUS-DP现场总线组网，安全可靠。其 中主控系统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； 与机舱柜及变桨控制系统通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信 号；与中央监控系统通讯、传递信息。
各个功能模块内部的通讯图
主控制器通过现场总线Profibus-DP与各个子站进行交互通讯，各个功能模块通 过K-Bus总线进行通讯，主CPU通过PC104总线进行内部通讯。
CX1020内部的通讯结构
PLC执行程序的过程
输入和输出
★ 集中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC
进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段 才对输入状态进行重新采样。 ★集中输出：
在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描 周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输 出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。
金风1.5兆瓦机组主控制系统工作原理讲解
主要内容： 一、1.5MW风力发电机组电气控制系统的组成 二、 1.5MW风力发电机组电气控制系统的拓扑结构 三、PLC模块的功能及组态结构 四、现场总线profibus—DP 五、主控系统的功能
监控系统
主控系统
变流系统
一、1.5MW风力发电机组电气控制系统的组成
3.3、PLC输入和输出模块的基本原理
数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开 关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电 路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输 入电流一般为数毫安。（如图所示）
围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。
PLC有什么特点？
1、通用性强，使用方便； 2、功能强，适应面广； 3、可靠性高，抗干扰能力强 ； 4、编程方法简单，容易掌握 ； 5、PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，极为方便。控制程序变化方便，具有很好的 柔性； 6、体积小、重量轻、功耗低。
模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(模块)
KL9010总线末端端子可用于总线 耦合器和总线端子之间的数据交换。 每一个站都可在右侧使用KL9010 作为总线末端端子。总线末端端子 不具有任何其它功能或连接能力。
直驱1.5MW电控系统组成
监控软件 工业以太网
总线系统 执行单元 传感器单元 控制单元
滤波单元 控制单元 逆变单元 整流单元
变桨备电 变桨控制单元 变桨执行器件 变桨传感器互
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
网络/远程监控
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
PLC的应用
1、开关量逻辑控制 ；2、运动控制 ；3、闭环过程控制 ；4、数据处理 ；5、通讯联网
PLC的组成 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件
3.2、PLC的工作原理
PLC采用分时操作原理，从第一条程 序开始，在无中断或跳转控制的情况 下，按程序存储顺序的先后，逐条执 行执行程序，直到程序结束。然后再 从头开始扫描执行，并周而复始地重 复进行。由于CPU的运算处理速度很 快，所以从宏观上来看，PLC外部出 现的结果似乎是同时完成的。整个过 程包括内部处理、通信服务、输入处 理、程序执行、输出处理五个阶段。
机组的主控制器
CX1500-M310
CX1020
CX1100 KL9210 KL6904 KL9010
主控器由CX1500-M310模块负责DP通讯，由CX1020负责机组程序 的逻辑判断，由CX1100负责CPU的供电及后续模块的通讯，由KL9210负 责后续模块的供电，由KL6904负责安全链的判断和管理。
三、PLC模块的功能及组态结构
3.1、PLC的基础知识
什么是PLC？
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，国际电工委员会（IEC）于 1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编 程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令， 并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示）
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计
变浆系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节
传感器
▲数字量采集 ▲模拟量采集
二、 1.5MW风力 发电机组电气控 制系统的拓扑结 构
金风1.5MW风力发电机组的主控系统以德国beckhoff公司生 产的嵌入式PLC控制器为核心。PLC控制器主要实现风力发电机 组的过程控制、安全保护、故障检测、参数设定、数据记录、数 据显示以及人工操作，配备有多种通讯接口，能够实现就地通讯 和远程通讯。采用PROFIBUS-DP现场总线组网，安全可靠。其 中主控系统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； 与机舱柜及变桨控制系统通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信 号；与中央监控系统通讯、传递信息。
各个功能模块内部的通讯图
主控制器通过现场总线Profibus-DP与各个子站进行交互通讯，各个功能模块通 过K-Bus总线进行通讯，主CPU通过PC104总线进行内部通讯。
CX1020内部的通讯结构
PLC执行程序的过程
输入和输出
★ 集中采样： 在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC
进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段 才对输入状态进行重新采样。 ★集中输出：
在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描 周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输 出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。
金风1.5兆瓦机组主控制系统工作原理讲解
主要内容： 一、1.5MW风力发电机组电气控制系统的组成 二、 1.5MW风力发电机组电气控制系统的拓扑结构 三、PLC模块的功能及组态结构 四、现场总线profibus—DP 五、主控系统的功能
监控系统
主控系统
变流系统
一、1.5MW风力发电机组电气控制系统的组成