风功率控制系统
风力发电机组的控制系统
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风力发电机组控制系统 的优化与改进
控制策略优化
优化控制策略是提高风力发电机组 效率的关键。
控制策略的优化主要涉及对风电机组 的启动、运行和停机阶段的控制逻辑 进行改进，以更好地适应风速的变化 ，提高发电效率和稳定性。
传感器优化
优化传感器是提高风力发电机组控制精度的必要步骤。
通过改进传感器的设计、提高其精度和可靠性，可以更准确地检测风速、风向、 温度、压力等参数，为控制系统提供更准确的数据，从而提高发电效率。
能源设备进行互联互通，实现能源的优化利用和节能减排。
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偏航控制
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偏航控制是风力发电机组控制系统中的另一项关键技术， 其目的是在风向变化时，自动调整机组的朝向，以保持最 佳的捕风角度。
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偏航控制通过实时监测风向和发电机组的朝向，采用适当 的控制算法，自动调节机组的偏航机构，以实现最佳的捕 风效果。
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常用的偏航控制算法包括：基于风向标的偏航控制、基于 扭矩传感器的偏航控制和基于GPS的偏航控制等。这些算 法能够根据风向的变化情况，自动调整机组的朝向，使其 始终保持在最佳的捕风角度。
是整个控制系统的核心，负责接收传 感器数据、执行控制算法并驱动执行 机构。
I/O模块
用于接收和发送信号，实现与传感器 和执行机构之间的通信。
人机界面
提供操作员与控制系统之间的交互界 面，显示机组状态和参数。
数据存储器
用于存储运行数据，便于故障分析和 优化运行。
控制算法
最大功率跟踪算法
载荷限制算法
根据风速传感器数据，自动调整发电机转 速和桨距角，使机组始终在最佳效率下运 行。
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桨距调节机构
根据控制系统的指令，调整风轮桨 距角。
风电场功率控制系统调度功能技术要求
风电场功率控制系统调度功能技术要求1. 风电场功率控制系统的调度要快准稳呀！就像百米赛跑选手听到枪响后迅速起跑一样，必须快速响应各种变化。
比如，突然风速变了，它能马上调整功率输出，是不是超厉害？2. 它得能精准预测才行啊！这不就跟天气预报一样嘛，要尽可能准确地知道未来的情况。
要是预测错了，那可不得了！举个例子，预测风速错误，那功率调度不就乱套啦！3. 风电场功率控制系统调度还要超级智能哟！就好比一个聪明的管家，把一切都安排得井井有条。
当有多个设备同时运行时，它要能合理分配功率，多了不起呀！想想看，如果它不智能，那会多糟糕！4. 可靠性也是至关重要的呀！可不能关键时刻掉链子，这不跟我们的手机一样嘛，关键时刻可不能死机。
如果风电场功率控制系统不可靠，那风电场还怎么稳定运行呢，绝对不行啊！5. 它还要有很好的适应性呢！无论什么环境都能应对自如，就像一棵坚韧的小草，在哪都能茁壮成长。
比如遇到恶劣天气，它也能正常工作，这多牛啊！6. 风电场功率控制系统的交互性也要棒才行呀！能够和其他系统很好地配合，就像乐队里的不同乐器完美协作奏出美妙音乐一样。
如果交互性不好，那不就乱套啦！7. 它的稳定性得有保障啊！不能三天两头出问题，这就跟我们的房子一样，得稳稳当当的。
要是不稳定，那风电场的发电不就受影响啦，绝对不允许！8. 风电场功率控制系统的可扩展性也很重要哟！就像搭积木一样，可以根据需要不断增加新的功能。
不然以后要升级都没办法，那多可悲呀！9. 哎呀呀，总之呢，风电场功率控制系统的调度功能真的太重要啦！必须具备这些技术要求，才能让风电场高效、稳定地运行呀！我的观点结论：风电场功率控制系统的调度功能至关重要，以上技术要求都不可或缺，只有这样才能保障风电场的良好运作和发展。
风力发电机组 控制系统及SCADA系统
自动运行控制要求
► 1、开机并网控制
当风速十分钟平均值在系统工作区域内，机 械刹车松开，叶片开始变桨，风力作用于风 轮旋转平面上，风机慢慢起动，当转速即将 升到发电机同步转速时，软启动装置使发电 机连入电网呈异步电动机状态，促使转速快 速升高，待软启动结束旁路接触器动作，机 组并入电网运行。
自动运行控制要求
► 伺服驱动单元 ► 紧急变桨蓄电池及监视单元 ► 紧急变桨模块 ► 超速保护继电器 ► 小型断路器,各种继电器及端子板 ► 各种按钮,指示灯及维护开关
轮毂控制柜功能
► 变桨及紧急收桨控制 ► 紧急收桨系统在线检测 ► 超速保护
► 轮毂速度检测
► 变桨轴承和变桨齿轮润滑控制
► 轮毂温度监视
滑环装置
风机运行状态划分
► 运行状态
1）机械刹车松开 2）允许机组并网发电 3）偏航系统投入自动 4）变桨系统选择最佳工作状态 5）发电机出口开关闭合，若风速够大可以 发电，则大、小发电机的相应开关闭合
风机运行状态划分
► 停机状态
1）机械刹车松开 2）偏航系统停止工作 3）叶片收回至90°变桨系统停止工作 4）发电机出口开关闭合，其余开关均断开
机舱控制柜
► 机舱控制柜组成
1.机舱PLC站 电源模块 FASTBUS从站模块 CANBUS主站模块 以太网模块（本地PC维护接口） DIO AIO模块 2.塔基X-Y振动传感器单元PCH 3.紧急故障继电器 4.各种断路器、继电器、开关等
机舱控制柜主要功能
► 手动/自动偏航控制包括液压刹车 ► 气象站数据检测（风速、风向、温度） ► 润滑系统控制
温度记录模块PTAI216
温度记录模块PTAI216有4路模拟输 入和12路PT100传感器输入 ► 单端或差分模拟输入信号 ► 可输入2线Pt100传感器 ► 分辨率14位（AI） / 12位（ Pt100 ） ► 取样时间2.5毫秒（AI） / 600毫秒 （ Pt100 ） ► 输入与系统电隔离 ► 断线监测投入 ► 监测外部电源电压
风电场有功与无功功率控制系统的监测技术与装备更新
风电场有功与无功功率控制系统的监测技术与装备更新风电场是利用风能将风能转化为电能的发电设备。
在风电场中，有功功率和无功功率是两个重要的参数，其控制系统的监测技术与装备更新对于风电场的运行和发电效率至关重要。
风电场的有功功率是指风轮机在单位时间内所产生的实际功率，也是实际转化为电能的功率。
有功功率的监测技术主要通过安装在风轮机发电机上的功率计来实现。
功率计能够准确地测量风轮机输出的电功率，其数据可以用于监测风电场的发电效率、判断风电场发电机的运行状态以及评估风能资源的利用率。
此外，还可以通过有功功率的监测来实现风电场的功率控制，以保证风电场的稳定运行。
实现风电场有功功率的监测不仅需要准确的测量装置，还需要可靠的数据传输和监测系统。
传统的有功功率监测系统通常采用有线方式将数据传输到监测中心进行实时监测和分析。
然而，由于风电场通常分布在广阔的地域范围内，传统的有线传输方式存在一些困难，如线缆敷设较为困难、信号传输受到干扰等。
因此，近年来，无线传输技术在风电场有功功率监测中得到了广泛应用。
无线传输技术的应用可以将有功功率监测系统与风电场的监测中心实现远程通信，提高了数据的传输效率和可靠性。
通过无线传输技术，可以将风电场的有功功率数据实时传输到中心监测系统，实现对风电场发电机的远程监测和控制。
这样，即使风电场分布在不同地理位置，也能够实现对风电场的统一监测和控制，提高了风电场的运行效率和可靠性。
除了有功功率监测，无功功率监测也是风电场运行中的重要任务。
无功功率是指风电场发电系统中无功电流或无功功率的大小。
无功功率的监测可以帮助评估风电场的电源质量和稳定性，提高风电场的功率因数，减少电网压缩和损耗。
此外，无功功率监测还可以帮助防止电力系统的故障并提高电网的稳定性。
风电场的无功功率监测技术主要通过安装在风电场变压器、电容器和电抗器上的无功功率计来实现。
这些设备能够测量出风电场中的无功功率，并将数据传输到监测中心进行实时分析和监测。
风力发电机组的控制系统
风力发电机组的控制系统风力发电作为一种清洁、可再生的能源，越来越得到人们的重视和使用。
而风力发电最核心的部分就是风力发电机组控制系统。
本文将深入探讨风力发电机组控制系统的相关知识。
一、风力发电机组的基本组成部分风力发电机组通常由3个主要部分组成：风力涡轮、变速器和发电机。
其中变速器是为了将风力涡轮的旋转速度转变成适合发电机的速度，同时保证风力涡轮在各种风速下都能正常转动。
而发电机则是将机械能转变为电能。
二、风力发电机组的控制系统的分类根据控制对象的不同，风力发电机组控制系统可以分为风力涡轮控制系统和整机控制系统。
1. 风力涡轮控制系统风力涡轮控制系统主要由风速测量仪、方向传感器、转矩信号传感器、角度传感器、变桨控制器等部分组成。
其主要作用是对风速和转矩进行检测和获取，然后根据这些数据控制机组桨叶的角度，调节风力涡轮的输出功率，以适应不同的风速和负载要求。
当遭遇大风或预期外部异常情况时，风力涡轮控制系统还可以自动停机。
2. 整机控制系统整机控制系统主要由仪表、控制器、通信模块、电动机传动机构、机械部分等部分组成。
整机控制系统起到了协调、控制各部分工作的作用，可以实现以最佳的效率输出电能。
其主要作用是监控发电机组的运转状态，通过检测各项参数实时调整变速器的转速，并及时进行告警和自动停机。
三、风力发电机组控制系统的关键技术1. 风力涡轮桨叶轴系统的控制风力涡轮桨叶轴系统的控制是风力发电机组控制系统的核心部分之一，也是解决风机输出功率波动和抖动问题的重要技术。
目前常见的调节方式包括机械调节和电动调节两种。
机械调节方式主要采用伺服驱动的伸缩臂与桨叶之间的连杆机构实现，而电动调节则利用变速器的电动油门、电子液压伺服系统或液压拉杆控制桨毂角度。
其中，电动调节方式更加智能化、精准化。
2. 整机控制系统的优化算法整机控制系统的优化算法是风力发电机组控制系统技术的另一个重要方向。
通过对风能、转速、功率、角度等数据进行分析，整机控制系统可通过智能算法，实现最大效率的输出电能。
风电场有功与无功功率控制系统的管理与运维综述
风电场有功与无功功率控制系统的管理与运维综述一、引言随着全球对可再生能源的需求增加以及对环境保护意识的不断加强，风能逐渐成为重要的可再生能源之一。
风电场作为利用风能发电的重要设施，在能源结构调整中发挥着关键作用。
而风电场的有功与无功功率控制系统的管理与运维对于风电场的稳定运行和电网的安全性具有重要意义。
本文将综述风电场有功与无功功率控制系统的管理与运维相关内容。
二、风电场有功与无功功率控制系统概述1. 有功功率控制系统有功功率控制系统用于控制和调节风机的输出功率，确保风电场按照预定的发电能力稳定运行。
其主要组成部分包括风机控制器、功率转换器以及与电网进行连接的传输设备。
通过监测风速、风向、温度等环境参数，并根据预设的功率曲线，有功功率控制系统实现了对风电场内风机的输出功率的有效控制与调节。
2. 无功功率控制系统无功功率控制系统用于维持电网的稳定性，通过控制风电场的无功功率，保持电网电压的合理范围。
其主要组成包括无功发生器、电容器组以及与电网进行连接的传输设备。
无功功率控制系统能够主动响应电网的调度信号，并通过合理调节电容器的容量、投切无功发生器等方式，维持电网的无功功率平衡，提高电网的稳定性。
三、风电场有功与无功功率控制系统的管理与运维1. 系统监测与故障诊断风电场有功与无功功率控制系统的管理与运维的第一步是进行系统监测与故障诊断。
通过实时监测风电场的输出功率、电压、电流等参数，运维人员能够及时发现系统故障，提前做出相应的处理措施，以保证系统的正常运行。
同时，利用数据分析技术，对风机的运行状态进行评估和预测，提升系统的可靠性和运行效率。
2. 维护与保养风电场有功与无功功率控制系统的正常运行离不开维护与保养工作。
运维人员应定期对系统的关键设备进行巡检与维护，包括风机控制器、功率转换器、电容器组等。
在维护过程中，需注意设备的温度、电流等参数的监测，及时发现并处理设备的故障，以减少因设备故障带来的停机时间和维修成本。
风电场有功功率控制系统研究与应用
风电场有功功率控制系统研究与应用一、有功功率控制系统的工作原理有功功率控制系统是指通过控制发电机转子角度，来调整风电场的发电功率输出，从而保持风电场的有功功率在稳定状态下运行。
其基本工作原理是根据风机的输出功率和预期的功率曲线，通过控制风机的轴角度，来调整风机的扭矩和转速，使得风电场的发电功率始终保持在最佳状态。
通过这种方式，可以最大限度地提高风电场的发电效率，同时降低风电场对电网的影响。
有功功率控制系统通常由控制器、传感器和执行器等部件组成。
控制器负责接收传感器采集到的数据，经过处理后输出控制信号给执行器，从而实现对风机转角的调节。
传感器用于监测风机的转速、风速、电网情况等关键参数，为控制器提供必要的输入信号。
执行器则根据控制信号调整风机的转角，实现对风机的控制。
有功功率控制系统在风电场中的应用具有重要意义。
有功功率控制系统可以有效提高风电场的发电效率。
通过控制风机的转角，使得风机在不同风速下可以输出最佳的有功功率，最大限度地利用风能资源。
有功功率控制系统可以保证风电场的稳定运行。
在电网故障或电网负荷变化时，有功功率控制系统可以快速响应，通过调整风机的转角，使得风电场的有功功率保持在稳定状态，保护电网和风电场的安全运行。
有功功率控制系统还可以降低风电场对电网的影响。
通过控制风机的输出功率，可以减少因风能波动导致的电网频率和电压的波动，提高电网的稳定性和安全性。
随着风能行业的不断发展和成熟，有功功率控制系统也面临着新的挑战和机遇。
未来，有望出现更加智能化和自动化的有功功率控制系统。
通过引入先进的控制算法和人工智能技术，可以实现对风电场的全面监测和智能控制，使得风电场可以更好地适应复杂多变的外部环境。
有望出现更加柔性化和高效化的有功功率控制系统。
随着新型材料和新型技术的不断进步，有望开发出更加轻量化和高效化的风机转角控制装置，减小风机的机械损耗，提高风电场的发电效率。
风电场有功功率控制综述
风电场有功功率控制综述由于风电具有随机性、波动性和反调峰特性，高比例的风电并入电网会对电力系统的稳定性和安全性造成很大的冲击，因此有必要对风电场有功功率输出进行控制，减少风电功率的波动性，提高输出功率的平滑性。
1．风电场有功功率控制原理风电场有功功率控制系统一般主要由风电场功率控制层、机组群控制层、机组控制层组成图。
风电场有功控制系统的目的是为了使风电场能够根据调度指令调整其有功功率的输出，在一定程度上表现出与常规电源相似的特性，从而参与系统的有功控制。
然而，风电场有功控制能力不等同于风力发电机组控制能力的简单叠加。
为此，利用风力发电机群的统计特性，可以采用两种方式实现此目的：一是将风电场有功控制系统分为风电场控制层、各类机群控制层和机组控制层，依次下达调度指令，完成风电场有功功率控制的任务；二是电网调度中心将指令直接下达给风电机组，各机组调节有功出力，实现有功功率的控制。
2．风电场有功功率的控制2.1最大出力模式最大出力模式是指当风电场的预测功率小于电网对风电场的调度功率时，风电场处于最大出力状态向电网注入有功功率。
最大出力控制模式就是在保证电网安全稳定的前提下，根据电网风电接纳能力计算各风场最大出力上限值，风电场输出功率变化率在满足电网要求的情况下处于自由发电状态。
若超出本风电场的上限值时，可根据其他风场空闲程度占用其他风电场的系统资源，以达到出力最大化和风电场之间风资源优化利用的目的。
在最大出力模式投入运行时，风电场内的各台达到切入风速但在额定风速以下的风机处于最大功率跟踪状态；风电场内处于额定风速以上的各台风电机组运行在满功率发电状态，从而保证风电场的输出功率达到最大值，尽可能提高风能资源的利用效率。
2.2基于目标函数优化的功率控制基于目标函数优化的有功功率控制策略，通常先确定目标函数以及约束条件，在此基础上建立多目标优化的风电场模型。
在基于目标函数优化的场站级有功功率控制策略中，基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性，并综合了3个目标，分别是限功率运行状态均衡度、风电场功率目标偏差、总机组启停次数最少，建立了多目标优化模型。
风功率控制系统
• 5 、灵活的功能设计
• 功率控制系统在软件结构、运行环境、通讯能力和功能实现方面，具 备下述特性： • 1. 具有模块化的软件体系结构。 • 2. 强大、灵活和扩展性强的一体化支撑平台。 • 3. 实时性好、抗干扰能力强。 • 4. 可运行在灵活、性价比高的工控机服务器（Unix/Windows /Linux ）中。
3 、事故和报警 事件顺序记录：反映系统或设备状态的离散变化顺序记录。 发生事故时，可以自动推出相应事故画面，画面闪烁和变色。 在每个操作员工作站上的音响报警向操作员发出事故或故障警报。当发生 故障或事故时，立即显示中文报警信息，音响报警可手动解除。音响报警可 通过人机接口全部禁止，也可在线或离线编辑禁止或允许音响报警。 事件和报警按时间顺序列表的形式出现。记录各个重要事件的动作顺序、 事件发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）、事件名称、事件性质， 并根据规定产生报警和报告。
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4 、控制调节 功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求、选择控制设备并进行功率分 配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备。
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1. 调节目标给定方式 1) 有功功率
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给定总有功功率设定值，总有功功率设定值可以有以下来源： 由调度主站远方给定有功负荷曲线 由当地预先录入有功负荷曲线 由运行人员在控制室给定有功值 由运行人员恢复满发
系统网络结构示意图
• 1 、子站与主站数据交互 • 复用原有的升压站监控系统专用远动通道，通过扩展104规约进行数 据交互。升压站监控系统远动机自动接收主站下发指令并转发给AGC 、AVC系统；AGC、AVC系统通过升压站监控系统远动机上送主站所 需信息。 • 当然也可以支持通过独立的功率控制（AGC/AVC）系统专用远动通
风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护
风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护近年来，随着全球能源危机的加剧以及环境保护的迫切需求，可再生能源逐渐成为全球能源发展的重要方向之一。
作为其中的重要组成部分，风能通过风力发电为人类提供了清洁、绿色的电力资源。
然而，由于风力的不可控性和不稳定性，风电场的有功与无功功率控制成为了风电发展中的一大挑战。
本文将深入探讨风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护。
首先，风电场有功与无功功率控制系统的调度是指综合利用风能资源，保证风电场的有功和无功功率的平衡，实现电网稳定和电能质量的要求。
在风电场的调度中，需要兼顾风电机组的发电产能与电网的需求。
有功功率调度主要涉及发电机组的运行控制策略，以保证风电场的有功功率输出满足电网的负荷需求。
无功功率调度则是通过调节并控制风电场的无功功率输出，以维持电网的电压稳定。
因此，风电场有功与无功功率控制系统的调度是风电场正常运行的关键。
在风电场调度过程中，有功功率控制是维持电网运行稳定的核心。
其中，对风电机组的出力进行控制是影响有功功率输出的关键因素。
通常，一个风电场由多个风电机组组成，每个风电机组由一个或多个风力发电机组成。
为了实时掌握风电机组的运行状态，调度员需要关注风速、发电机组的性能特点、各机组之间的配合等因素。
根据电网的需求以及预测的风速变化，调度员会对风电机组的出力进行动态调整，保证风电场的有功功率的稳定输出，满足电网的负荷需求。
此外，风电机组的启停也是调度员重要的工作之一，根据电网负荷情况以及风电机组的可用性，合理安排机组的运行状态，确保风电场的有功功率的稳定调度。
除了有功功率的调度外，风电场的无功功率调度同样重要。
无功功率调度的目的是通过合理调整风电场的无功功率输出，维护电网的电压稳定，同时减少无功功率对电网损耗的影响。
在风电场的无功功率调度中，调度员需要根据电网电压的变化情况以及其与无功功率之间的关系，调整风电场的无功功率输出。
通过控制风电机组的无功功率，调度员可以合理维持电网的电压稳定范围，防止电网电压异常波动，保证供电质量和电网的安全稳定运行。
功率自动控制调节系统结构
功率自动控制调节系统结构风电场功率自动控制系统是整个风电场功率预测、监视、控制系统的一部分。
功率自动控制系统位于风电场自动化系统的安全I区，经监控系统远动通讯机与主站监测、控制系统交互数据。
功率自动控制系统向调度主站上送风电场AGC/AVC状态（功能投入、运行状态、超出调节能力）等信息；同时接收调度主站的有功、无功控制和调节指令，按照预定的规则和策略进行负荷分配，最终实现有功、无功功率的可监测、可控制，达到电力系统并网技术要求。
功率自动控制系统与风电场自动化系统安全I区的风电机组主控PLC直接实现数据交互，实现风电机组的运行信息及控制命令的数据交互。
功率自动控制系统结构图如图1所示。
风电机组1上级调度主站系统以太网维护工作站、应用程序服务器调度数据网功率自动控制系统结构图风机集群1......8芯单模光纤下位机104/Modbus TCP风电机组n8芯单模光纤下位机远动通信机功率自动控制系统图1风电场功率自动控制系统结构图1 厂站控制层厂站控制层设备：功率自动控制、维护工作站及应用服务器。
功率自动控制系统是功率控制核心，负责与风电机组、各无功源、功率预测系统通信，运行AGC/AVC 核心功能。
维护工作站及应用服务器负责对功率控制系统维护和管理，兼做作操作员工作站和历史数据服务器的功能，以及AGC/AVC 高级应用功能● 实时数据的数据采集与管理。
开关量报警处理、模拟量越限检查、数据库数据的指定计算、实时数据传播到其他服务器和工作站等任务。
● 实现机组启机、停机、有载调压变压器分接头切换和有、无功功率调节命令下发。
●实现风电场AGC、AVC运行。
●实现系统对时功能。
作为维护工作站，功能包括图形显示、定值设定及变更工作方式等。
运行值班人员通过彩色液晶显示器可以对电厂的生产、设备运行做实时监视，取得所需的各种信息。
电厂所有的操作控制都可以通过鼠标器及键盘实现。
操作员工作站配置声卡和语音软件，用于当被监控对象发生事故或故障时，发出语音报警提醒运行人员。
风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划
风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划1. 引言随着能源需求的增长和环境保护的重要性，风能作为一种清洁、可再生的能源源源不断地受到关注。
风电场作为风能利用的主要手段之一，具有独特的优势和挑战。
在风电场的运维过程中，有功和无功功率的控制是一个关键问题，对于风电场的安全稳定运行具有重要意义。
本文将围绕风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划展开讨论。
2. 有功与无功功率的概念及作用2.1 有功功率控制有功功率是指风电场通过风力发电机组将风能转化为电能的能力。
有功功率控制系统主要实现对风电机组的负荷控制，确保风电场的电力输出满足需求，并维持电网的稳定运行。
2.2 无功功率控制无功功率是指风电机组在电网中产生的无功电力，用于提供电压调节等服务。
无功功率控制系统主要负责调节电网的电压，并提供电压稳定性支持，保证风电场的连续运行和电网的稳定运行。
3. 风电场有功与无功功率控制系统的运维需求3.1 系统稳定性要求风电场有功与无功功率控制系统必须保证系统的稳定性，避免出现过载、短路等故障，并及时发现和修复潜在的问题。
这需要建立完善的设备监测和故障诊断机制，并定期进行设备维护和检修。
3.2 节能降耗要求风电场有功与无功功率控制系统应该实现高效能量转换，降低损耗并提高发电效率。
通过合理运行和优化系统参数，可以减少能源消耗，提高风电场的经济效益。
3.3 响应外部要求风电场有功与无功功率控制系统还需要具备响应外部要求的能力，如电网调度指令、频率和电压调节要求等。
系统应具备灵活性和自适应性，能够根据实际情况做出相应的调整。
4. 风电场有功与无功功率控制系统的总体运维方案规划4.1 设备监测与故障诊断在风电场有功与无功功率控制系统中，应建立完善的设备监测和故障诊断机制。
通过安装传感器和监测设备，实时监测风电机组和控制系统的运行状态，及时发现异常情况，并进行故障诊断和排除。
4.2 定期维护和检修为确保系统的可靠性和稳定性，应定期进行设备维护和检修工作。
CSC-800W风电场功率优化控制子站系统方案
1 风电场优化运行控制子站构成1.1系统构成CSC-800W风电场功率优化控制子站将风电场视为一个整体，实现风机系统协调控制、调频控制、有功无功优化调节、功率分配控制等。
实现整个风电场内的功率优化控制。
子站的主要功能是接受并执行电网公司调度下发的有功、无功功率调整指令，使风电场的有功出力满足电网公司调度下发的发电曲线以及风电场的电压满足电网公司的要求，同时对风电场不同供应商的风机机群进行功率优化控制，提升风电场的运行效益。
CSC-800W控制子站由协调控制器（CSC-800M）、功率优化控制器（CSC-800）组成。
为了方便就地的监控，配置了平板电脑作为就地的操作面板。
系统构成示意如图所示。
CSC-800W风电场功率优化控制子站示意图各个控制器通过通信方式和风电机群控制系统、升压站及调度交换数据信息，控制器根据所采集到的设备状态信息完成优化控制策略。
各个控制器之间通过冗余的C-NET网络进行数据交互。
优化控制系统通过远动工作站和调度系统进行数据交互。
1.2系统特点⏹子站的功能定位完全满足国网公司企业标准“风电场接入电网技术规定”，使风电场成为友好风电场；⏹支持多种调度功率指令下达方式，包括负荷曲线、超短期负荷曲线、实时指令；⏹可自动计算系统阻抗，针对母线电压计算风电场应发无功；⏹目标值变化过大时采用渐近变化处理，确保风场最大功率及功率变化率不超过电网调度部门的给定值；⏹提供一次调频功能，增强了风电场的竞争上网的能力；⏹提供对风电机组参与功率控制的考核；⏹采用通用的网络化硬件平台，装置资源可灵活扩展，软件基于IEC61131-3标准，组态灵活方便，可快捷实现系统组态和扩建，保证优化控制策略顺利实施；⏹系统重要环节均采用冗余设计，可靠性高。
1.3系统的主要功能优化控制子站的主要功能是接受并执行调度机构下发的有功、无功功率调整指令；上传风电场及公用系统运行状态、参数等信息。
（1）接受并执行调度机构下发的有功/无功调整指令；（2）风电场在限制有功的情况下，实时参与一次调频控制；（3）根据A VC主站的要求，实现对风电场的无功自动控制；（4）上传风电机组及公用系统运行状态、参数等信息；（5）实现调度部门对风电场的紧急控制。
风力发电机组控制系统及智能化设计
风力发电机组控制系统及智能化设计一、风力发电机组控制系统概述风力发电是一种清洁、可再生的能源，已经被广泛应用。
风力发电机组控制系统是核心的控制部分，负责监测和控制风力发电机组的运行状态，确保其安全、高效地发电。
智能化设计使得风力发电机组控制系统更加智能和可靠，提高了发电效率和自动化程度。
二、风力发电机组控制系统的基本组成1. 控制器：风力发电机组的大脑，负责整个系统的控制和保护。
通过监测传感器获取各类数据，实现对风电场的风能、发电机组和传动系统的控制。
2. 传感器：用于收集环境和机组运行状态的各类数据，包括风速、风向、温度、湿度、转速、振动等。
传感器的数据是风力发电机组控制系统的重要输入。
3. 执行器：通过控制风机的旋转、倾斜角度、刹车等动作，实现风电场的运行和调节。
执行器包括驱动电机、转向齿轮、刹车系统等。
4. 通信模块：将风力发电机组控制系统与监控中心、其他风力发电机组进行数据交互和通信。
实现对整个风电场的集中控制和管理。
5. 数据存储：通过数据存储设备将风电场的历史数据和实时数据进行存储，为后续数据分析和系统优化提供支持。
三、风力发电机组控制系统的主要功能1. 监测和控制环境参数：通过传感器监测风速、风向、温度等环境参数，根据环境条件调整风力发电机组的运行状态和输出功率。
2. 系统保护：风力发电机组控制系统具备故障自检能力，能够监测和检测各个部件的工作状态，实时发现故障并采取相应的保护措施，避免发生事故。
3. 提高发电效率：通过智能化算法，对风力发电机组的转速、发电功率进行优化调节，提高发电效率，降低能源消耗。
4. 远程监控和管理：借助通信模块，风力发电机组控制系统可以实现对风电场的集中监控和管理，实时获取各个机组的状态，进行远程操作和故障处理。
5. 故障诊断和维护：通过数据存储和分析，风力发电机组控制系统可以进行故障诊断，根据故障类型提出相应的维护方案，减少停机时间和维护成本。
四、风力发电机组控制系统的智能化设计1. 引入人工智能技术：通过机器学习和深度学习算法，对风力发电机组控制系统的数据进行分析和处理，自动识别和判断运行状态，提出优化建议。
风电场有功与无功功率控制系统的性能监测与评估
风电场有功与无功功率控制系统的性能监测与评估风电场是当今世界上最主要的可再生能源之一，它能够有效地利用风能来产生电力。
在风电场的运行中，为了保证电网的稳定运行和优化风能的利用，有功与无功功率控制系统的性能监测与评估变得非常重要。
有功功率是指风电机组输出的实际功率，它是由风能转换为机械能然后再转换为电能的过程中产生的。
有功功率的控制是为了将风电机组的输出功率控制在额定功率范围内，避免超负荷运行或功率不足。
有功功率的监测与评估主要包括以下几个方面。
首先是对有功功率的测量与监测。
为了准确地了解风电场的有功功率输出情况，需要通过各种测量设备对有功功率进行实时监测。
通常使用的监测设备包括功率计、电能表以及监控系统等。
这些设备能够实时地记录风电机组的有功功率输出，帮助运维人员及时发现异常情况并采取相应的措施。
其次是对有功功率的评估与分析。
通过对有功功率的监测数据进行评估与分析，可以对风电机组的运行状况进行判断和分析。
评估的指标包括风电机组的实际输出功率是否与预期功率一致、风电场的发电效率是否达到预期水平等。
分析的结果可以为优化风电机组的运行提供依据，提高发电效率和经济效益。
再次是对无功功率的测量与监测。
无功功率是风电机组在运行过程中产生的没有功率负荷的电能。
无功功率的控制对于提高电网稳定性和防止系统故障非常重要。
通过对无功功率进行测量与监测，可以及时发现风电机组产生的无功功率异常，并采取相应的控制措施，保证电网的稳定运行。
最后是对无功功率的评估与分析。
无功功率的评估与分析主要是为了了解风电场的无功功率控制效果。
通过对无功功率的评估，可以判断风电机组是否能够按照要求输出所需的无功功率，避免电网中出现无功功率过高或过低的情况。
分析的结果可以为优化无功功率控制策略提供依据，提高电网的稳定性和供电质量。
总结起来，风电场有功与无功功率控制系统的性能监测与评估是风电场运行中非常重要的一部分，它能够帮助我们了解风电机组的输出情况以及电网的稳定性。
风力发电机组的系统控制
风力发电机组的系统控制随着环境保护意识的不断提高和能源危机的加剧，风力发电作为一种清洁、可再生的能源利用方式，逐渐受到人们的关注和推广。
而风力发电机组的系统控制是实现稳定、高效发电的重要保障。
一、风力发电机组的系统组成和工作原理风力发电机组由风轮、转速控制系统、发电机和电力转换器等组成。
当风轮受风的作用旋转时，转动产生动能被传给发电机，经过电力转换器转化成交流电并输出。
其中，转速控制系统对风轮的转动进行调节，保证发电机在最大效率下运转。
二、风力发电机组的系统控制策略1.转速调节：转速调节是风力发电机组的基本控制策略。
其目的是保证风轮叶片旋转的速度达到最优区间，从而提高发电机的输出功率。
转速调节主要分为机械、电子和混合控制等方式。
机械控制：传统的机械控制方式采用转向浆的机械设计，通过改变羽片的角度来控制风轮转速。
该方式简单、成本低但稳定性不够。
电子控制：通过控制发电机转子上的磁场来改变发电机的输出功率，进而实现转速控制。
该方式精度高、稳定性好但成本较高。
混合控制：将机械和电子控制方式的优点结合起来，增强控制系统的稳定性和可靠性。
混合控制方式是当前主流的转速调节方式。
2.偏航控制：偏航控制是风力发电机组的必要控制策略，用来控制风轮的方向。
在复杂的气象条件下，通过偏航控制将风轮转向风向，并在突发的气象变化中及时调整风轮方向，减小因系统失控导致的风力发电机组运行出现事故。
3.电网支撑和功率平衡控制：电网支撑和功率平衡控制是指将风力发电机组的输出能量与电网负荷之间建立反馈控制，保证电能质量和电力系统的稳定性。
在市场化环境，对接电网的风力发电机组还需要实现功率平衡控制，控制机组的风电功率与基础负荷之和保持稳定。
三、风力发电机组的系统控制优化随着风力发电行业的快速发展，风力发电机组的系统控制的优化已成为实现高效、稳定发电的重要途径。
通过优化转速调节、偏航控制、电网支撑和功率平衡控制等关键系统控制策略，可以实现以下目标：1.提高机组发电效率，降低运行成本；2.提高机组的响应速度，保证风场运行的稳定性；3.实现对风力资源与市场需求的动态调整，提高风力发电系统的灵活性；4.通过风力发电机组的智能化控制系统，实现设备状态监测、故障诊断等高端需求。
风电场有功功率控制系统研究与应用
风电场有功功率控制系统研究与应用风电场是由多台风力发电机组成的大型电力系统，其在风能资源丰富地区得到了广泛的应用。
由于风能的不稳定性和间歇性，风电场的有功功率控制显得尤为重要。
有功功率控制是指调节风电机组的输出功率，使其稳定在一定范围内，以满足电网对于有功功率的需求。
而有功功率控制系统则是实现这一功能的重要手段。
有功功率控制系统的研究和应用具有重要的意义。
风电场的有功功率控制直接影响着风电场的运行效率和稳定性，进而影响着风能在电力系统中的整体贡献。
有功功率控制系统的研究能够促进风力发电技术的进步和创新，推动风电产业的发展。
有功功率控制系统的应用还能够提高电力系统的稳定性和安全性，为清洁能源的大规模接入提供支撑。
有功功率控制系统的技术研究涉及到多个方面的内容，主要包括控制策略、控制器设计、系统建模与仿真等。
在控制策略方面，目前常见的有功功率控制策略包括变桨角控制、变风向机控制、整体控制等。
这些控制策略的目标是保证风电机组的输出功率在一定范围内，同时尽可能减小对电网的影响。
在控制器设计方面，需要设计出能够实时响应的控制器，以实现对风电机组输出功率的精确控制。
系统建模与仿真是对有功功率控制系统进行分析和优化的重要手段，通过建立风电场的数学模型，可以对有功功率控制系统进行仿真，验证不同控制策略的效果，从而指导实际应用。
风电场有功功率控制系统的技术研究还需要考虑多种复杂的环境因素和外部条件，如风场变化、负荷变化、网侧故障等，这些因素都对有功功率控制系统的稳定性和鲁棒性提出了更高的要求。
有功功率控制系统的技术研究是一个复杂而又富有挑战的领域。
有功功率控制系统的应用实践是将理论研究转化为实际应用的关键环节。
在实际应用中，有功功率控制系统需要考虑风电场的实际运行情况和电力系统的实际需求，因此需要根据不同的风电场特点和电网接入情况进行具体的优化设计。
在风电场的实际应用中，有功功率控制系统需要结合风场的特点和具体控制策略，根据风速、风向等环境条件实时调整风电机组的输出功率，以保证风电场的运行稳定性和电网的安全性。
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示意图
功能概述
• 1. 本系统适用于各种类型风电场的风机中控系统，实现对风机运行信 息的数据采集、数据存储和数据传输，并能够与RTU设备进行无缝对 接。 • 2. 本系统可以实现与各种类型风电场综自系统的数据通讯，互通互联 ，支持多种通讯协议，具有很好的兼容性。 • 3. 根据需要可使用多种传输方式，灵活方便。可以通过网络电缆、串
• 5 、有功自动控制（AGC）
• 有功自动控制的任务是在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济 的方式，通过开停机策略（充分考虑风机最短、累计开/停机时间限制 ；开/停机死区和延时限制；新机组试运行限制及不同机组并网电价差 异限制等限制因素影响）和功率调节策略（包括按有功容量比例分配 或人工设定优先级分配等）控制风电场的总有功功率，使其满足电力 系统需要。实现的功能包括但不限于以下项： • 1. 维持风电场联络线的输送功率及交换电能量保持或接近规定值。 • 2. 根据上级调度自动化系统要求的发电功率或下达的负荷曲线，按安 全、可靠、经济的原则确定最佳运行的风机台数、风机组合方式和风 机间最佳有功功率分配，进行各风机出力的闭环调节。
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3. 控制模式包括离线、当地和远方控制模式。 1) 离线模式 AGC系统离线，此时AGC系统监控风电场出力。 2) 当地模式 AGC系统在当地进行有功输出控制。 最大功率模式：对风电场的有功输出不做限制。 限制控制模式：支持在当地手动设置限制功率值。 计划跟踪模式：支持在当地手动录入计划曲线，当地模式下可按照手动录 入的计划曲线或主站下发计划曲线进行调节。 3) 远方模式
SVC/SVG设备。参见图5-1-1。进行数据交互。参见图5-1-1。
系统技术
• 1 、多种调节模式 • 功率控制系统支持离线、当地和远方三种调节模式，且这三种模式间 支持人工切换，也支持自动切换。 • 1. 离线模式：功率控制系统离线，不接收调度主站指令，不进行功率 调节与控制，只监视风电场出力等信息。 • 2. 当地模式：功率控制系统在当地按照预先设定的策略进行功率调节 与控制。 • 3. 远方模式：功率控制系统自动接收并执行调度主站定期下发的调节 指令。 • 2、多个调节目标 • 功率控制系统综合考虑风机正常运行时的各种约束条件，采取多种目 标相互协调、彼此约束的方法进行调节，确保风电场稳定运行。
• 2) 无功功率 • 给定总无功功率、或功率因数、或并网点电压设定值，这些设定值可 以有以下来源： • • • 由调度主站远方给定电压负荷曲线 由当地预先录入电压、无功或功率因数负荷曲线 由运行人员在控制室给定电压、无功或功率因数值
• 2. 风机负荷分配方式
• • 由功率控制系统自动分配负荷 由运行人员在控制室设定负荷
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4 、控制调节 功率控制系统依据调节目标自动计算功率需求、选择控制设备并进行功率分 配，将功率分配结果通过指令的方式下发给被控设备。
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1. 调节目标给定方式 1) 有功功率
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给定总有功功率设定值，总有功功率设定值可以有以下来源： 由调度主站远方给定有功负荷曲线 由当地预先录入有功负荷曲线 由运行人员在控制室给定有功值 由运行人员恢复满发
3 、事故和报警 事件顺序记录：反映系统或设备状态的离散变化顺序记录。 发生事故时，可以自动推出相应事故画面，画面闪烁和变色。 在每个操作员工作站上的音响报警向操作员发出事故或故障警报。当发生 故障或事故时，立即显示中文报警信息，音响报警可手动解除。音响报警可 通过人机接口全部禁止，也可在线或离线编辑禁止或允许音响报警。 事件和报警按时间顺序列表的形式出现。记录各个重要事件的动作顺序、 事件发生时间（年、月、日、时、分、秒、毫秒）、事件名称、事件性质， 并根据规定产生报警和报告。
• 6 、无功自动控制（AVC） • 无功自动控制的任务是在满足各项限制条件的前提下，以迅速、经济 的方式，通过电压控制调节方式或无功控制调节方式（风机、 SVC/SVG等无功补偿设备调节优先级顺序可人工设定，且充分考虑 了SVC/SVG设备所挂接母线电压等级等因素）的调节策略，控制风 电场的电压（或总无功功率、或功率因数），使其满足电力系统需要 。实现的功能包括但不限于以下项： • 1. 将当地设定或调度主站远方给定的并网点电压值与实际测量值进行 比较，根据该偏差和系统等效电抗值计算得出无功功率目标值。该无 功功率目标值将在参加联合调节的风机和SVC/SVG等无功设备间分 配，经过分配后得出每台风机和SVC/SVG等无功设备的无功功率目 标值，送给下位机执行。 • 2. 根据当地设定的无功功率或功率因数目标值及安全运行约束条件， 并考虑风机和SVC/SVG等无功设备的限制，合理分配风机和 SVC/SVG等无功设备间的无功功率，维持调节目标在给定的变化范 围。
系统功能
• 1 、数据采集和处理 • 自动采集功率控制系统所需所有信息，并对采集到的数据进行有效 性和正确性检查，更新实时数据库，使其能够正确反映现场设备的实 际状况。 • 自动接收并执行调度主站下发的调节指令。 • 接收操作员手动输入的数据信息。 • 运行数据和历史数据存盘，方便对比控制调节效果，保证数据的连 续。 • 生成各类事故报警记录，发出事故报警音响等。 • 事件顺序记录及处理。 • 有关数据的计算。
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2 、安全运行监视 操作员能够通过功率控制系统人机接口设备对各风机、动态无功补偿设备进 行监视。监视的量包括但不限于： 功率控制系统运行状态、运行方式及系统状况监视。 通信通道监视，功率控制系统能监视通信通道。 操作员监视的手段多样化，如屏幕显示数据、文字、图形和表格等；事故 或故障的音响报警等。
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3. 控制模式包括离线、当地和远方控制模式。 1) 离线模式 AVC系统离线，此时AVC系统监控风电场电压无功等运行信息。 2) 当地模式
• AVC系统在当地进行电压无功输出控制。 • 限制控制模式：支持在当地手动设置电压、无功限制值。 • 计划跟踪模式：支持在当地手动录入电压/无功/功率因数计划曲线 ，当地模式下可按照手动录入的计划曲线或主站下发计划曲线进行调 节。 • 3) 远方模式 • 风电场将电压无功输出控制权交由调度中心，由调度中心AVC软件实 时下发电压计划曲线，由风电场AVC系统负责闭环跟踪。
系统网络结构示意图
• 1 、子站与主站数据交互 • 复用原有的升压站监控系统专用远动通道，通过扩展104规约进行数 据交互。升压站监控系统远动机自动接收主站下发指令并转发给AGC 、AVC系统；AGC、AVC系统通过升压站监控系统远动机上送主站所 需信息。 • 当然也可以支持通过独立的功率控制（AGC/AVC）系统专用远动通
口电缆或光纤方式进行数据的传输。也可多种方式混合使用。
• 4. 功率控制（AGC/AVC）系统具有方便灵活的查询、统计以及图表 展示功能。
有功控制（AGC）
• 1. 风电场配置有功功率控制系统，具备有功功率调节能力。能够自动接收电 力系统调度机构下达的有功功率控制指令，按照预定的规则和策略整定计算 功率需求、选择控制的风机设备并进行功率分配，最终实现有功功率的可监 测和可控制，达到电力系统并网技术要求。 2. 有功控制策略： 1) 具备参与电力系统调频、调峰和备用的能力。 2) 根据电力系统调度机构的指令快速控制其输出的有功。 3) 有功功率在总额定出力的20％以上时，能够实现有功功率的连续平滑调节 ，并能够参与系统有功功率控制。 4) 当电力系统频率高于50.2Hz时，按照电力系统调度机构指令降低风电场有 功功率，严重情况下切除整个电站。 5) 控制策略综合考虑电压/频率等系统因素、母线/主变/风机等设备运行工况 因数、场站损耗因素、以及AGC系统与通讯机通讯故障、或通讯机与主站通 讯故障等因素的约束。
想为基础。
•
3) 针对调度主站下发的电压目标值，AVC系统支持两种控制方法，一是将电 压目标值下发给SVC/SVG等无功补偿设备，由这些无功补偿设备跟踪控制并 网点电压无功；二是依据采集的并网点电压实时值，计算获取无功目标值， 并给出当前运行方式下各风机和SVC/SVG等动态无功补偿设备调节范围内的 无功调节方案。无功分配既支持简单的按容量比例分配，也支持人工整定优 先顺序分配。 4) 通过AVC系统与SVC/SVG系统的协调配合，实现风电场电压无功的稳态控 制和暂态控制，且在电压无功都正常时考虑SVC/SVG等快速无功系统无功容 量的置换。 5) 通过调节主变分接开关来保证风场场内电压的稳定，保证各风电机组的安 全稳定运行。 6) 控制策略综合考虑电压等系统因素、母线/主变/风机/SVC/SVG等设备因素 、SVC/SGG所挂接母线电压等级因素、以及AVC系统与通讯机通讯故障、或 通讯机与主站通讯故障等因素的约束。
•
风电场将有功输出控制权交由调度中心，由调度中心AGC软件实时下发功率 计划曲线，由风电场AGC系统负责闭环跟踪。
无功控制（AVC）
• 1. 风电场配置电压无功功率控制系统，具备电压无功功率调节能力。 能够自动接收电力系统调度机构下达的电压控制指令，按照预定的规 则和策略整定计算功率需求、选择控制的风机/SVC/SVG/主变分接开 关等无功补偿设备并进行功率分配，最终实现电压无功功率的可监测 和可控制，达到电力系统并网技术要求。 • 2. 电压无功控制策略 • 1) 对于风电场，试点期间进行离散控制，由省调直接下达电压曲线， 由风电场就地跟踪执行，保证其不对电网无功电压产生负面影响。 • 2) 主站无功控制策略以传统AVC成熟的分层分区、就地平衡的控制思
• 5. 具有强大的规约接入能力。
• 6. 可适应任意主接线图，系统能够自动分析风电场电气主接线。 • 7. 人机接口界面友好，操作方便。
系统技Байду номын сангаас参数
• • • • • • • • • • • • 单次控制（所有设备）命令完成时间≤1Min 系统平均无故障间隔时间（MTBF）：≥40000h 系统年可用率：≥99.99% 调用实时数据画面响应时间：≤2 s 调用历史数据库画面生成响应时间：≤10 s 事故推画面时间：≤2 s 遥测越死区传送：≤3 s 遥信变位传送：≤1 s 遥控（调）命令传送时间：≤2 s 系统告警准确率：100% 现场设备的控制准确率：100% 指标分析计算准确率：＞95%