风力发电机组变桨控制

2.风力发电机组控制原理—变桨距控制对象特点

a）气动非线性

变桨距控制实质是通过改变攻角来控制风力机的驱动转矩，风能利用系数曲线对桨距角和叶尖速比的变化规律具有很强的非线性。

b）工况频繁切换

由于自然风速大小随机变化，各风速段机组控制目标不同，导致变速风力发电机组随风速在各个运行工况之间频繁切换。

c）多扰动因素

影响风力发电机组性能变化的不确定干扰因素很多，风速的变化（尤其是阵风）对风力发电机组的功率影响最大。

d）变桨距执行系统的大惯性与非线性

常用的液压执行机构和电机执行机构，驱动时呈现出非线性的性质。随着风力机容量的不断增大，变桨距执行机构自身的原因引入的惯量也越来越大，使动态性能变差，表现出了大惯性对象的特点。

2.风力发电机组控制原理—变桨距控制系统

目前并网型风力发电机组的变桨距控制系统根据机组并网前、后的工况主要包含两种工作方式：并网前转速控制和并网后功率控制。

变桨距风力发电机组变桨控制系统图

2.

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3 风电场接入电网的有关规定内容

1.技术要求规范性引用文件

GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差

GB 12326-2008 电能质量电压波动和闪变

GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波

GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差

GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡

DL 755-2001 电力系统安全稳定导则

SD 325-1989 电力系统电压和无功技术导则

GB/T 20320-2006 风力发电机组电能质量测量和评估方法DL/T 1040-2007 电网运行准则

3 风电场接入电网的有关规定内容

2.部分与具体技术要求

1）有功功率

2）无功功率

3）电压偏差与低电压穿越

4）运行频率

5）电压波动

6）通信与信号

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2）无功功率

风电场应具备协调控制机组和无功补偿装置的能力。

应保证无功功率有一定的调节容量，该容量为风电场额定运行时功率因数0.98（超前）~0.98（滞后）所确定的无功功率容量范围，并实现在其中的动态连续调节。

百万千瓦级及以上风电基础，其单个风电场无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数0.97（超前）~0.97（滞后）所确定的无功功率容量范围。

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6）通行与信号

正常运行情况下，风电场向电网调度部门提供的信号应包括：a）单个风电机组运行状态

b）风电场实际运行机组数量和型号

c）风电场并网点电压

d）风电场高压侧出线的有功功率、无功功率、电流

e）高压断路器和隔离开关的位置

f）风电场的实时风速和风向

g）故障记录装置纪录故障前10s到故障后60s的情况。

结语

控制系统设计与制造是风电机组的核心技术，也是我国风电设备自主创新战略的重点和难点。

国家电网公司于2009制定的《风电场接入电网技术规定》中对风电场有功功率调节变化速率、无功及电压控制能力，以及低电压穿越能力都提出了明确要求。可以预见，风电机组控制技术必然是未来风电行业核心竞争领域。