变速变桨距风力发电机组控制策略改进与仿真 刘 军,何玉林,李 俊,黄 文 (重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆市400030) 摘要:在分析变速变桨距风力发电机组基本控制策略的基础上,提出一种扩大过渡区的改进控制策略,用来消除额定功率运行点附近切换造成的功率波动及突变载荷等不利影响。依据改进的控制策略设计了3个控制器平滑过渡方案,实现对该策略的最佳跟踪。运用MAT LAB 仿真平台模拟了改进控制策略下的风力发电机组运行特性,结果表明了改进控制策略的正确性及控制器设计的有效性。 关键词:风力发电机组;变速变桨距;控制策略;扩大过渡区;平滑控制 收稿日期:2010 06 23;修回日期:2010 10 09。重庆市科技攻关重点项目(CST C2007A A3027)。 0 引言 风力发电机组的控制技术由原来单一的定桨距失速控制转向变桨距变速控制,目的是为了防止风能转换系统承受的载荷过重,从风场中最大限度地捕获能量以及为电网提供质量较好的电能。然而,风力发电机组作为一种复杂的、多变量、强耦合、非线性的系统,要想减小风力机载荷以延长其使用寿命,抑制功率波动以降低对电网的不利影响,控制策略的选取及控制器的设计至关重要[1 6]。 本文通过对变速变桨距风力发电机组基本控制策略的分析,针对过渡区运行过程中出现的功率波动大及突变载荷强等情况,提出一种改进的控制策略来减缓此种影响。为最佳跟踪改进的控制策略,设计了3个控制器以实现3个运行区间的平滑过渡。同时应用M ATLAB 仿真平台对变速变桨距风力发电机组运行特性进行了仿真,结果表明了所提出方案的合理性和可行性。 1 基本的变速变桨距控制策略 如图1所示,在转速 转矩平面图中,曲线A BC 描述了变速变桨距风力发电机组的基本控制策略。在低风速区,风电机组从切入风速为V in 的A 点到风速为V N 的B 点,沿着C pmax 曲线轨迹运行,此区间称为恒C p 运行区。由于在B 点发电机转速达到了其上限值 N ,当风速从V N 上升到V N 时,转速将恒定在 N ,提升发电机转矩使风电机组达到其额定功率,在图1中为BC 段,也称为恒转速区或过渡区。当风速超过额定风速V N 时,变桨距系统将开 始工作,通过改变桨距角保持功率的恒定,风电机组将持续运行在C 点,直到风速超过切出风速V out ,此区间称为恒功率区,而此区间内桨距角控制方式采用统一桨距控制,它是指风力机所有桨距角均同时 改变相同的角度[7 8] 。在此需要注意的是:若最大功率P N 曲线与C pmax 曲线的相交点在额定转速极限值左侧,就会造成风电机组在未达到额定转速时,已进入失速状态,相应的A B 区间将被缩小,这时就需 对整个风电机组额定点进行重新选取。 图1 变速变桨距风力发电机组控制策略Fig.1 C ontrol strategy of the variable speed pitch controlled wind turbine driven generator system 从图1可以看出,3个区间工作点的划分非常明显,而控制器的设计与工作点的选取有着必然的联系,因此,基本的变速变桨距风电机组通常会设计2个独立的控制器,一个用来跟踪参考速度,另一个用来跟踪额定功率。由于2个控制器都有各自的控制目标,在运行过程中相互独立,然而在工作点附近,2个控制器又相互制约,这种制约就会导致风电机组在C 点控制系统的调节能力下降,在突遇阵风 82 第35卷 第5期2011年3月10日Vo l.35 N o.5M ar.10,2011
华锐风电科技有限公司 目录 第一章FL1500风力发电机安装导叙 (3) 第二章机舱部分 (4) ?2．1 机舱以及机舱罩的卸车 (4) 2．1．1机舱的卸车......................................................................................................................- 4- 2．1．2机舱罩的卸车..................................................................................................................- 5- ?2 6- 2 6- 2 7- 2 7- 2 7- 2 8- 2 8- 2 9- 2 2 2 2 2．2．12通风罩的安装..............................................................................................................- 11- 2．2．13联轴器和刹车盘罩子的拆卸......................................................................................- 12- 2．2．14机舱罩打密封胶..........................................................................................................- 12- 2．2．15机舱内卫生打扫以及主轴法兰的清理......................................................................- 12- ?2．3机舱的吊装 (13)
风力发电并网技术及电能质量控制策略 发表时间：2018-08-20T17:02:21.880Z 来源：《红地产》2017年8月作者：熊毅 [导读] 随着我国科学技术的发展，社会的进步，加上矿物资源越来越贫乏， 随着风力发电技术的不断发展，已经从过去的小型风力发电机独立运行发展为大型发电机组并网运行，也就是常说的风力发电场并网运行。采用这种运行方式以后，不但提高了对风力的利用率，还在电能供给方面做出了卓越的成绩。在电能的质量控制面，因为风力发电并网技术的实行，使电能质量控制达到了良的效果，从而在根本上改变了人们的用电状况，为人们的工作和生活增添了一份助力。 1 风力发电的原理和技术 空旷的原野和辽阔的海面是风能的优质资源，风力发电是利用大自然中的空气以一定速度流动所产生的风能驱动风车的叶片旋转，将此旋转运动在增速机中转速提升，在由此产生的力矩带动下，发电机组中的导体通过切割磁力线产生感应电动势，外接闭合回路在导体中会有电流产生，实现风能向电能的转换。依据目前的风车技术，只要风速大于 3 米 / 秒便可以产生电能，实现发电目的。 风力发电机一般有风轮、偏航装置、发电机组、塔架、限速安全机构和储能用蓄电池等部件构成。风轮是由，个或、个叶片组成的集风装置，它的作用是采集风的动能转变为风轮旋转的机械能。风轮后面的调向器也叫尾舵，它的功能是控制风轮的迎风方向，使风轮随时面对风向，最大限度地获取风能。限速安全机构的作用是对风轮的转速予以一定的限制，使之在规定的范围内保持相对稳定，起到保证风力发电机限速平稳运行的作用。塔架则是机组的承载和风轮的支撑机构。 由于自然界的风速极不稳定，其很强的随机性和间歇性致使风力发电机的输出功率也极不稳定，高峰和低谷落差甚大，所以，风力发电机发出的电能不能直接用在电负载上，而是先用铅酸蓄电池储存起来，以保持风力发电系统持续稳定的供电运行状态。 2 风力发电并网技术 风电并网技术，是发电机输出电压，在频率、幅值和相位以上及电网系统电压是一致的。而随着风电机组容量的逐渐增大，风电电力并网的时候对电网的冲击也随之增大，因此选择科学的风电并网技术是十分必要的。 2.1 同步风力发电机组并网技术 同步发电机在运行的过程当中，一方面要输出有功功率，而另一方面则需提供无功功率，此外还需周波稳定及质量高，所以被广泛采用。然而怎么将这项技术与风电机组的并网结合起来也是一个问题，通常因风速不稳定等因素造成了转子转矩的不稳定，在并网的时候调速的性能不能达到精度要求，若不采取有效的控制，就会出现无功振荡或失步的问题。特别是重载情况，结果可能会更加的严重。但是近些年，随着科学技术不断提高，新型的电力电子技术能够在一定的程度上处理好这个问题，例如说一些变频装置。所以同步风力发电机组并网技术应当给予足够重视。 2.2 异步风力发电机组并网技术 与同步风电机组并网技术不同，异步风电机运行的过程当中，其主要凭借转差率调整负荷，因此调速的精度要求较低，也不需要同步设备与整步操作，只需要在其转速接近同步转速的时候，就能够轻松的并网。风电机组配用异步发电机，优点就在这项技术控制装置相对较为简单，在并网之后无振荡与失步问题，并且运行稳定及可靠。而缺点是直接并网可能会造成大冲击电流出现，降低电压，从而对系统运行的安全造成一定影响，系统的本身没有无功功率，其需要进行无功补偿。若不稳定系统频率太低的话，就会使电流剧增及电压过载。因此，对异步风电机组要进行严格的监视，并采取有效的措施，才能够保证发电机组的安全运行。 3 电能质量控制策略 3.1 改善电能质量 电能质量就是电力系统中电能的质量，理想的电能应该是美对称的正弦波，但有些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。很多城市的电能质量较低，对人们的生活和工作产生了很大的影响，因此必须改善电能质量。主要方法为：首先可以改善电功率因数，使无功就地平衡，但要注意的是，一定要合理选择供电半径。其次要合理选择供电系统线路的导线截面，但要注意合理配置变电与配电设备，防止其过负荷运行。第三要适当设置调压措施，例如串联补偿、变压器加装有载调压装置、装同期调试相机或者静电电容器等。以上三种措施，在实际的用中对电能质量的改善具有良好的效果，可以大力推广。同时，我们要注意及时对百姓的用电情况进行调查，找出不足之处，以便于对电能质量及时进行改善。 3.2 提高电能质量 电能质量的高低影响着人们的日常生活和工作，因此在改善电能质量的基础上，必须有所提高。很多城市的电能质量虽然得了改善，但还是没有办法满足人们的需求，因此，提高电能质量成为了人们的迫切要求，对于科研人员来说也是一项重要的任务。要想提高电能质量，首先要找出供电电压超过允许偏差的原因，经过大量的调查和研究，我们发现原因主要有三点，一是冲击性负荷、非对称性负荷的影响；二是调压措施缺乏或使用不当；三是线路过负荷运行。根据上述三点原因，使用风力发电并网技术可以有效的提高电能质量，不仅节省了运营成本，而且对风能的利用率也提高了不少。 4 结束语 综上所述，研究风力发电并网技术及电能质量控制策略对确保电网电能质量具有重要的作用。因此要进一步提高风力发电并、网技术及电能质量控制策略，这样才能促进整个电力系统的稳定运行。 参考文献： [1] 常耀华 . 对风力发电并网技术与其电能质量控制策略浅论 [J]. 电子制作 ,2014(01):266. [2] 齐洁 , 常耀华 . 对风力发电并网技术与其电能质量控制策略浅论 [J]. 企业研究 ,2014(02):153. [3] 魏巍 , 关乃夫 , 徐冰 . 风力发电并网技术及电能质量控制 [J]. 吉林电力 ,2014,42(05):24-26. [4] 樊裕博 . 风力发电并网技术及电能质量控制策略 [J].科技传播 ,2015,7(21):43-44. [5] 邹金运 . 风力发电并网技术及电能质量控制策略 [J].黑龙江科技信息 ,2015(35):88. [6] 谢鹏 . 风力发电并网技术与电能质量控制 [J]. 科技创新导报 ,2016,13(13):41+70. [7] 路立仁 . 浅析风力发电并网技术及电能控制策略 [J].科技与创新 ,2016(17):134. [8] 张国新 . 风力发电并网技术及电能质量控制策略 [J].电力自动化设备 ,2009,29(06):130-133.
4风力发电机组安装 4.1风力发电机安装 （1）风机设备吊装总体部署 结合风电场区域地形条件，根据吊装重量及起吊高度，吊装车辆采用800t 履带吊作为风机及塔架的主力吊装机械，150t液压汽车吊一台作为辅助机械，配合主吊车提升塔架和叶轮，使部件在吊装时保持向上位置，同时还可单独用于在地面组装叶轮。另外，还需配备2台50t吊车，用于在设备安装期间风场内搬运设备附件和重型工具。 风机设备安装采用组合与散装相结合的施工方案，总体安装顺序如下： 塔架下段吊装→塔架中段吊装→塔架上段吊装→机舱吊装→叶轮组合→叶轮组件吊装。 （2）塔架安装 ①塔架下段吊装 在塔架中下法兰对角安装2个“塔架中下段吊具”，在塔架下法兰安装1个“塔架辅助吊具”。 使用800t履带吊吊住塔架中下法兰面上的2个“塔架中下段吊具”；辅吊抬吊塔架下法兰的1个“塔架辅助吊具”。两车配合将塔架立直，然后辅吊摘钩，由主吊将塔架下段吊装就位。 ②塔架中段吊装 在塔架中下法兰安装1个“塔架辅助吊具”，在塔架中上法兰对角安装2个“塔架中下段吊具”。 使用主吊住塔架中上法兰面上的2个“塔架中上段吊具”，辅吊抬吊塔架中下法兰的1个“塔架辅助吊具”，两车配合将塔架立直，然后辅吊摘钩，由主吊单车将塔架中段吊装就位。 ③塔架上段吊装 在塔架上段法兰安装2个“塔架上段吊具”，在塔架中上法兰对角安装1个“塔架辅助吊具”。 使用主吊吊住塔架上法兰面上的2个“塔架上段吊具”，辅吊抬吊塔架中上法兰的1个“塔架辅助吊具”，两车配合将塔架立直，然后汽车吊摘钩，由主吊单车将塔架上段吊装就位。 （3）机舱安装 该项工作需用800t履带吊一台。 i）将固定机舱和塔架的螺栓及固定叶轮的螺栓放置在机舱内。 ii）将机舱专用吊具安装在机舱的四个吊点上，挂上吊钩。 iii）起吊机舱时机舱纵轴线应处于偏离主风向90°的位置，以便于叶轮的安装。 iv）使用800t履带吊缓慢吊起机舱至上法兰约1厘米处，安装人员用导正棒调整机舱的相对位置，同时指挥吊车缓慢下落机舱，拧上连接螺栓，按对角线顺序均匀地紧固上法兰与偏航轴承连接螺栓。 v）进入机舱，卸开吊具。 （4）叶轮组合及安装 ①叶轮组合
风力发电机安全手册 盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉， 岁月不待人。 编号：FT000320-IT 版本：00 编写：批准： 文档VWS 日期：核对：第页/共页风力发电机安全手册 编号：FT000320-IT R00
目录 1．责任与义务 2．安全和防护设备 2．1 必备设备 2．2 用于特殊操作的设备2．2．1 用于紧急下降的设备2．2．2 其它特殊操作 3．基本安装注意事项 3．1 概述 3．2 对风力发电机的操作 3．3 在风力发电机附近逗留及活动3．4 访问控制单元和面板 3．5 访问变压器平台 4．安全设备 4．1 紧急停止 4．2 与电网断开 4．3 过速保护设备（VOG） 4．4 机械安全设备 4．4．1 啮合锁 4．4．2 活动元件的保护罩4．4．3 机舱顶的栏杆 4．4．4 机舱后门的栏杆 5．在风力发电机内部检查或工作6．对风力发电机的设备的操作6．1 使用绞盘 6．2 使用紧急下降器 7．风力发电机的固定 8．急救 9．应急计划 10．发生火灾时的应急措施11．发生事故时的措施
1．责任与义务 Gamesa Eólica将安全与健康方向的考虑放在首位并一以贯之，因此在我们生产的风力发电机的设计中体现了防护的需要。 设计是在决不损害人、动物或者财产的前提下进行的。因此，只要风力发电机的安装、维护和使用遵照Gamesa Eólica的设计，就不会出现这方向的问题。 经批准接触或使用风力发电机的人员在《工作场所安全与健康》方面有权得到有效保护。 同样，经批准在风力发电机中进行有关工作的人员必须遵守《工作场所的安全与健康以防工作场所事故》的有关法律及法规，在执行任务时必须正确地使用工作设备和所有防护性设备，在可能遇到的危险情况的出现必须及时报告。 经批准执行安装任务的人员必须已经接收了足够且合适的理论与实践方面的训练以正 确执行任务。 本文档介绍基本的预防，在接触风力发电机时在安全方面必须遵守的义务及程序。不同维护工作的具体安全措施将在有关这些操作的具体文档中介绍。 2．安全及防护设备 2．1必备设备 在对风力发电机进行任何检查或者维护工作之前，每个人至少应该理解如下设备的使用说明： ●安全设备 ●可调的系索 ●系索（1m和2m） ●安全头盔 ●安全手套 ●防护服 除了上面指出的设备外，每个维护或者检查小组必须具有如下物件： ●紧急下降设备 ●灭火器（在运输工具中有） ●移动电话 在任何时候，不管是在风力发电机内部还是在其外部，都应该使用安全头盔。 建议在上升设备中准备手电筒、安全眼镜和保护性耳塞，这取决于要完成的工作（是对正在运行的风力发电机的检查还是维护）。 操作者必须正确使用安全设备并在使用之前和之后都对安全设备进行检查。对安全设备
风机发电场安全规程 1 范围 本标准规定了风力发电场人员、环境、安全作业的基本要求，风力发电机组安装、调试、检修和维护的安全要求，以及风力发电机组应急处理的相关安全要求。 本标准适用于陆上并网型风力发电场。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡不是注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 2894 安全标志及其使用导则 GB/T 2900.53 电工术语风力发电机组 GB/T6096安全带测试方法 GB 7000.1 灯具第一部分：一般要求与试验 GB 18451.1 风力发电机组设计要求 GB19155 高处作业吊篮 GB/T20319 风力发电机组验收规范 GB 26164.1电业安全工作规程第一部分：热力和机械 GB 26859电力安全工作规程电力线路部分 GB 26860 电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分
GB 50016 建筑设计防火规范 GB 50140建筑灭火器配置设计规范 GB 50303建筑电气工程施工质量验收规范 DL/T 572 电力变压器运行规程 DL/T 574 变压器分接开关运行维修导则 DL/T 587 微机继电保护装置运行管理规程 DL/T 741 架空输电线路运行规程 DL/T 969 变电站运行导则 DL/T 5284 履带起重机安全操作规程 DL/T 5250 汽车起重机安全操作规程 JGJ 46 施工现场临时用电安全技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1 风电场输变电设备 风电场升压站电气设备、集电线路、风力发电机组升压变等。3.2 坠落悬挂安全带 高出作业或登高人员发生坠落时，将坠落人员安全悬挂的安全带。 3.3
浅析风力发电机组安装技术 发表时间：2019-02-25T13:09:02.317Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：娄宏建[导读] 在风力发电机组安装工艺实施过程中，结合了大型设备吊装施工工艺、大型设备机组组装工艺和发电机组安装工艺等施工技术，将安装施工技术紧密联系起来，同时项目也取得了较好的社会效益和经济效益，为新能源设备安装技术的发展提供了借鉴和参考。娄宏建 天津蓝巢特种吊装工程有限公司天津市 300000 摘要：在风力发电机组安装工艺实施过程中，结合了大型设备吊装施工工艺、大型设备机组组装工艺和发电机组安装工艺等施工技术，将安装施工技术紧密联系起来，同时项目也取得了较好的社会效益和经济效益，为新能源设备安装技术的发展提供了借鉴和参考。 关键词：风力发电机组；安装；技术引言 近些年来，随着社会主义市场经济的不断深入发展，为我国施工工程行业的发展带来了巨大的机遇，施工安全问题更是逐渐受到了越来越多的关注。由于当前我国进行风力发电的山地风电场的地理位置较为偏僻，且施工的环境并不理想，这便在一定程度上为风力发电机组安装带来了一定的消极影响。因此，加强风力发电机组安装技术的研究，并提升风力发电机组安装的施工效率势在必行。 1风电场风电机组的类型选择 1.1风机容量 进行风力容量的选择可以根据风电场的实际运输情况以及安装和场地的平整程度进行考量，若是该风电厂的运行需要多种因素相配合，便要选择单机容量较大的机组，这样不仅可以将风力资源以及土地资源进行充分利用，还能在最大程度上提升。 1.2电厂选址 对于风电场的选址更是可以分为宏观选址和微观选址。其中，微观选址主要是结合多方面的地理条件、风力资源等因素进行考虑，从而更好地提高风电场的发电量。而宏观选择主要为在较大的地域面积中规划风能利用的面积，最终拟定实际的规模和建设的准确地点。 2风电机组的吊装注意事项在对风电机组进行吊装时，需要考虑到以下几点因素。才能更好的进行吊装工程。首先，在进行吊装之前需要对相关的基础环境水平及沉降进行合理地测量，其测量的误差保持在1mm左右为宜，在进行吊装之前还需要保证基础位置根据实际的风机平台情况进行对应地调试和改变。其次在进行吊装之前还需要清点各个附件的实际数量，从而有效地避免进行实际的吊装后因为附件缺少而影响整体的施工。在施工的过程中，风速在10m/s左右时禁止施工，若是其风速在6m/s左右时，便要适当的增加相关的拉扯缆风绳的施工人员。再次，在进行机舱的吊装环节时，机舱口的实际朝向需要以主吊的排放位置而进行确定。 3工程概况 上海某48MW风电场工程24台风力发电机本体安装(基础环、锥形塔架四节、发电机机舱及叶轮)、电气埋管及接地工程、变压器安装三大部分。其中基础环安装总高度3.710m(埋地3.210m)，四节锥形塔架现场拼装总高度为76.865m，发电机机舱总重68t、安装高度为78.365m，叶轮(包含现场拼装的三支叶片，直径为98.6m)安装高度为80.790m;电气埋管及接地工程安装主要为基础内预埋工作，包括接地极和接地线及PE电缆保护管φ125;变压器安装主要为机位箱变安装。项目施工的重点在于风机本体安装。 4风力发电机组主要安装工艺 4.1主要工序 基础环安装、风机底部附件安装(底部平台支架、控制柜、变频器、散热器)--塔筒(四段〕安装--机舱组装--机舱安装--叶轮拼装--叶轮安装--塔筒内电气安装。 4.2安装准备工作 技术准备。由项目技术负责人组织质量管理人员、专业技术人员以及安全管理人员，按照国家规程规范、厂家技术文件及现场实际情况，编制设备吊装方案。 吊机选择。风机本体安装主要设置专用吊装平台，使用主吊机500t履带式起重机、辅助吊机2台75t汽车起重机。 施工交底。对参与风力发电机组安装作业的全体人员进行安全、技术交底，并签字确认交底记录后才能进场施工。 施工场地处理。依据安装现场条件，以及大型吊机工况条件等实际状况，为确保安全可靠地进行机组设备的吊装工作，对吊机行走道路和吊机定位的位置进行碾压处理，达到要求地基承载力。 4.3设备吊装及组对安装 4.3.1基础环安装 基础环吊装就位后采用高精度水准仪测量进行找正找平，基础环调平后，紧固各个支承螺栓完全固定基础环。经过28d混凝土保养期后，清理基础环法兰面及螺孔，并在法兰面上注射硅胶以防雨水进入塔架内。 4.3.2塔筒(四段)安装 吊装前查看塔架在运输过程中是否有损坏，清扫各塔筒法兰螺栓孔。塔筒(四段)采用主、副两台吊机抬吊。塔筒在地上(或装载车辆上)呈水平状态时，主吊机吊装塔筒上部，副吊机吊装塔筒下部，主副两台吊机同步起吊(抬吊)塔筒，把塔简抬吊反转90“成垂直状态后，撤去副吊机，由主吊机独立吊装就位组对;塔筒对中后，慢慢放下塔筒至两法兰间保留一定空隙，然后快速对称四个角安装好螺栓，再下落塔筒，吊机保持一定提升力，安装好余下螺栓;待全部螺栓手工安装完毕后，用专用液压扳手迅速以对称交叉方法按4个螺栓一组交叉固定，6个螺栓后，再顺次预紧固余下螺栓;迅速使用专用液压扳手以+字对称角度形式分三次紧固螺栓力矩，依次是规定力矩值的50%.75%,100%，三次紧固均使用记号笔做好标记。其余三节塔架吊装安装过程与第一节塔架吊装安装过程相同。 4.3.3机舱安装
风力发电机及风力发电控制技术综述 摘要：本文分析比较了各种风力发电机的优缺点，介绍了相关风力发电控制技术，风力发 电系统中的应用，最后对未来风力发电机和风力发电控制技术作了展望。 关键词：风力发电机电力系统控制技术 Overview of Wind Power Generators and the Control Technologies SU Chen-chen Abstract:This paper analyzes the advantages and disadvantages of the various wind turbine control technology of wind power, wind power generation system, and finally prospected the future control of wind turbines and wind power technology. 1 引言 在能源短缺和环境趋向恶化的今天，风能作为一种可再生清洁能源，日益为世界各国所重视和开发。由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发展前景，近20年来风电技术有了巨大的进步，风电开发在各种能源开发中增速最快。德国、西班牙、丹麦、美国等欧美国家在风力发电理论与技术研发方面起步较早，因而目前处于世界领先地位。与风电发达国家相比，中国在风力发电机制造技术和风力发电控制技术方面存在较大差距，目前国内只掌握了定桨距风机的制造技术和刚刚投入应用的兆瓦级永磁直驱同步发电机技术，在风机的大型化、变桨距控制、主动失速控制、变速恒频等先进风电技术方面还有待进一步研究和应用[1]。发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，它不仅直接影响输出电能的质量和效率，也影响整个风电转换系统的性能和装置结构的复杂性。风能是低密度能源，具有不稳定和随机性特点，控制技术是风力机安全高效运行的关键，因此研制适合于风电转换、运行可靠、效率高、控制且供电性能良好的发电机系统和先进的控制技术是风力发电推广应用的关键。本文分析比较了各种风力发电机的优缺点，介绍了相关风力发电控制技术，风力发电系统中的应用，最后对未来风力发电机和风力发电控制技术作了展望。 2 风力发电机 2.1 风电机组控制系统概述 图1为风电机组控制系统示意图。系统本体由“空气动力学系统”、“发电机系统”、“变流系统”及其附属结构组成; 电控系统(总体控制)由“变桨控制”、“偏航控制”、“变流控制”等主模块组成(此外还有“通讯、监控、健康管理”等辅助模块)。各种控制及测量信号在机组本体系统与电控系统之间交互。“变桨控制系统”负责空气动力系统的“桨距”控制，其成本一般不超过整个机组价格5%，但对最大化风能转换、功率稳定输出及机组安全保护至关重要，因此是风机控制系统研究重点之一。“偏航控制系统”负责风轮自动对风及机舱自动解缆，一般分主动和被动两种偏航模式，而大型风电机组多采用主动偏航模式。“变 流控制系统”通常与变桨距系统配合运行，通过双向变流器对发电机进行矢量或直接转矩控制，独立调节有功功率和无功功率，实现变速恒频运行和最大(额定)功率控制。
风力发电机组安装手册 第一章2500 风力发电机安装导叙 第二章机舱部分 2．1 机舱以及机舱罩的卸车 2．1．1 机舱的卸车 2．1．2 机舱罩的卸车 2．2 机舱的组装 2．2．1 油冷风扇及其安装吊架的组装 2．2．2 逃生支架的安装 2．2．3 机舱内吊车的安装 2．2．4 机舱罩的吊装 2．2．5 油冷风扇吊架上部弹性轴承的安装 2．2．6 接地线和避雷针的安装 2．2．7 水冷管接头的安装 2．2．8 航空灯接线盒的固定 2．2．9 机舱内照明灯的安装 2．2．10 航空灯的安装 2．2．11 风速风向仪的安装 2．2．12 通风罩的安装 2．2．13 联轴器和刹车盘罩子的拆卸 2．2．14 机舱罩打密封胶 2．2．15 机舱内卫生打扫以及主轴法兰的清理 2．3 机舱的吊装 2．3．1 吊装专用吊具的试吊 2．3．2 机舱的吊装 2．4 机舱部分螺栓和工具清单 2．4．1 机舱用螺栓清单 2．4．2 工具清单 第三章塔筒部分 3．1 塔筒内电缆的铺设
3．1．1 下段塔筒内电缆铺设 3．1．2 中段塔筒电缆的铺设 3．1．3 上段塔筒电缆的铺设 3．2 塔筒内踏板拆除，下塔筒中间搁板的拆除，安全绳铺设以及三段塔筒法兰面的清理 3.3 塔筒吊具的安装 3．3．1 下段塔筒吊具的安装 3．3．2 中段塔筒与上段塔筒吊具的安装 3．4 塔筒吊装 3．4．1 下塔筒的吊装 3．4．2 中段塔筒和上段塔筒的吊装 3．5 塔筒部分安装用螺栓以及工具、消耗品清单 3．5．1 安装用螺栓清单 3．5．2 工具及消耗品清单 第四章叶轮部分 4．1 轮毂部分 4．1．1 轮毂的卸车 4．1．2 轮毂罩的清洗以及楔形盘的安装 4．2 叶片部分 4．2．1 叶片卸到安装准备位置 4．2．2 防雨罩的安装 4．2．3 叶片的清理 4．3 叶轮的组装 4．3．1 叶片对接 4．3．2 导流帽的安装 4．4 叶轮的吊装 4．5 工具清单 第一章2500风力发电机安装导叙 风力发电机是把风能转化为电能，并按照供电公司的指标给其他电网供电的设备。
风力发电机偏航系统控制策略研究 摘要：风能作为一种可再生的清洁能源，是人与自然和谐共处，实现社会与经 济可持续发展的新能源。风向是在不断变化，水平轴的风力发电组就需要不断利 用偏航系统来进行方向的调整，通过风能最大限度的利用，就能够满足实际的需求。因此，本文就风力发电机偏航系统的控制策略进行探讨。 关键词：风力发电机；偏航系统控制策略 1研究现状综述 纵观整个风电技术的发展历程及其现阶段所呈现出的发展趋势，现代大型风 力发电机组的单机容量不断增大，原来适用于中小型风机的风速、风载等分析模 型在大型化的风机应用中逐渐显现出不适性，巨大的风轮扫略平面内风速的空间 分布差异变得很大，长长的叶片在旋转过程中所处的方位不同，所处的风况也不 尽相同。现有的风速建模研究文献多倾向于简化风速模型或未深入考虑风速的空 间分布对机组运行的影响。由于风轮扫略面积成倍增大，偏航误差造成的叶片动 力学特性及机组的偏航力矩、倾斜力矩等载荷波动也会被成倍放大，对于中小型 风机能够容许的偏航误差对于大型风机则未必适用，而偏航容许误差的调整可能 会很大程度上影响偏航控制算法。现有的文献大多局限于研究偏航误差对偏航控 制和气动性能的影响以及如何针对性的进行优化提高，而频繁偏航造成的偏航硬 件设备的耗损和高故障率很少被关注，在偏航误差对风电机组并网运行特性的影 响方面以及基于偏航系统可靠性的偏航控制策略优化设计更是少有研究成果问世。 2风力发电机偏航控制系统分析 2.1风力机组 风力发电机是直接将风能转化为机械功，然后利用机械功实现对转子的带动 旋转，最终输出交流电。在转换能量的时候，基于风力机将风能直接转变为机械能，然后将机械能转换成为电能，这样就可以满足实际的转换，让风力机组可以 满足其实际的应用目标偏航系统结构。基于大型水平轴风电机组，其包含的部分 主要是针对偏航轴承、驱动装置、计数器等。 2.2偏航系统功能 偏航控制系统也属于对风装置，其包含的具体功能在于：配合机组控制系统，放出现风速矢量方向改变的时候，利用偏航控制系统的处理，就可以实现风向平 稳而快速的对准，并且也可以满足风轮最大风能的实现；针对风机电缆而言，还 需要考虑到单向缠绕偏多从而引发电缆出现断裂现象。一旦电缆缠绕，就能适应 自动解缆处理的需求，进而实现风机的运行安全性，其实际的控制流程见图1。 2.3风速和风向 风是地球上的一种自然现象，由太阳辐射热引起。太阳照射到地球表面，地 表各处因受热不均产生温差，从而引起大气对流运动形成风。自然风有大小也有 方向，通常用风速或风力描述风的大小、用风向描述风的方向。气象上把风吹来 的方向称为风向。风向的度量有多种方法：在陆上多采用16方位度量法；在海 上多采用36方位度量法；而在高空则多用角度表示，将圆周标成360°，北风(N) 对应0°(或360°)，东风(E)对应90°，南风(S)对应180°，西风(W)对应270°，其它细分风向可由此计算得出，风的大小也称风的强度常用风力或风速表示。 2.4偏航误差 当风向发生变化或机组偏航对风不准时，风向与风轮轴线就会偏差一定角度，
风力发电机组安装工程质量验收标准
1、编制依据 1.1风力发电场项目工程验收规程 DL/T5191-2004； 1.2风力发电机组塔架 GB/T19072-2003； 1.3风力发电机组验收规范 GB/T 20319—2006； 1.4风力发电场运行规程 DL/T 666-1999； 1.5风力发电场安全规程DL 796-2001； 1.6风力发电场检修规程 DL/T 797-2001； 1.7风力发电机组安全要求 GB 18451.1-2001； 1.8风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19568-2004； 1.9风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 19960.2-2005； 1.10风力发电机组异步发电机第2部分：试验方法 GB/T 19071.2-2003； 1.11风力发电机组功率特性试验 GB/T 18451.2-2003； 1.12风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19070-2003； 1.13风力发电机组齿轮箱 GB/T 19073-2003； 1.14风力发电机组风轮叶片JB/T 10194-2000； 1.15风力发电机组偏航系统第2部分：试验方法 JB/T 10425.2-2004； 1.16风力发电机组制动系统第2部分：试验方法 JB/T 10426.2-2004； 1.17风力发电机组一般液压系统 JB/T 10427-2004； 1.18电气设备交接试验标准 GB 50150-2006； 1.19电气装置安装工程质量检验及评定规程DL/T5161-2002； 1.20参照《风力发电工程施工与验收》中国水利水电出版社2009、华锐风电科技（集团）股份有限公司、广东明阳风电产业集团有限公司等风机生产厂家的风力发电机组安装手册。 2、总则 2.1 本标准适用于xxx风力发电有限公司所属1.5MW及以上风力发电机组安装工程的质量验收，其它型号的风电机组可参照执行。 2.2 相关单位应按本标准及有关规定的要求，及时进行质量检查验收并签证。对本标准中尚未涉及的项目和不具体、不完善的质量标准，由建设单位负责组织设计、制造、监理等单位代表，在现场依据有关标准，协商制订补充规定作为该工程质量检验依据。 2.3 本标准按每台机组安装为一个子单位工程，共有机舱叶轮安装、塔架安装和电缆敷设
风力发电机安全手册编号：FT000320-IT R00
目录 1．责任与义务 2．安全和防护设备 2．1 必备设备 2．2 用于特殊操作的设备2．2．1 用于紧急下降的设备2．2．2 其它特殊操作 3．基本安装注意事项 3．1 概述 3．2 对风力发电机的操作 3．3 在风力发电机附近逗留及活动3．4 访问控制单元和面板 3．5 访问变压器平台 4．安全设备 4．1 紧急停止 4．2 与电网断开 4．3 过速保护设备（VOG） 4．4 机械安全设备 4．4．1 啮合锁 4．4．2 活动元件的保护罩4．4．3 机舱顶的栏杆 4．4．4 机舱后门的栏杆 5．在风力发电机内部检查或工作6．对风力发电机的设备的操作6．1 使用绞盘 6．2 使用紧急下降器 7．风力发电机的固定 8．急救 9．应急计划 10．发生火灾时的应急措施11．发生事故时的措施
1．责任与义务 Gamesa Eólica将安全与健康方向的考虑放在首位并一以贯之，因此在我们生产的风力发电机的设计中体现了防护的需要。 设计是在决不损害人、动物或者财产的前提下进行的。因此，只要风力发电机的安装、维护和使用遵照Gamesa Eólica的设计，就不会出现这方向的问题。 经批准接触或使用风力发电机的人员在《工作场所安全与健康》方面有权得到有效保护。 同样，经批准在风力发电机中进行有关工作的人员必须遵守《工作场所的安全与健康以防工作场所事故》的有关法律及法规，在执行任务时必须正确地使用工作设备和所有防护性设备，在可能遇到的危险情况的出现必须及时报告。 经批准执行安装任务的人员必须已经接收了足够且合适的理论与实践方面的训练以正 确执行任务。 本文档介绍基本的预防，在接触风力发电机时在安全方面必须遵守的义务及程序。不同维护工作的具体安全措施将在有关这些操作的具体文档中介绍。 2．安全及防护设备 2．1必备设备 在对风力发电机进行任何检查或者维护工作之前，每个人至少应该理解如下设备的使用说明： ●安全设备 ●可调的系索 ●系索（1m和2m） ●安全头盔 ●安全手套 ●防护服 除了上面指出的设备外，每个维护或者检查小组必须具有如下物件： ●紧急下降设备 ●灭火器（在运输工具中有） ●移动电话 在任何时候，不管是在风力发电机内部还是在其外部，都应该使用安全头盔。 建议在上升设备中准备手电筒、安全眼镜和保护性耳塞，这取决于要完成的工作（是对正在运行的风力发电机的检查还是维护）。 操作者必须正确使用安全设备并在使用之前和之后都对安全设备进行检查。对安全设备
表号：A-1 工程名称：中电投张北大囫囵风电场二期工程编号：
正式方案交监理工程师2份（存档1份、专业监理工程师1份），送建设单位1份。 中电投张北大囫囵风电场二期工程 中电投张北大囫囵风电场二期2#标段风力发电工程 风机安装工程施工方案（作业指导书） 编制单位：山西电建二公司中电投审定单位：黑龙江润华电力工程管理公司张北风电场工程项目部中电投张北风电场项目监理部 批准：年月日总监理师：年月日 审核：年月日专业监理师：年月日 编制：年月日建设单位：年月日 目录
１０、成品保护 (18) １１、施工进度计划 (19) 中电投张北大囫囵风电场二期2#标段风力发电工程 风机安装工程施工作业指导书 1.工程概述及工作范围 工程简况 中电投张北大囫囵风电场位于河北省张北县大囫囵镇境内。本工程由中国电力投资有限公司投资，中国电力建设工程咨询公司设计，黑龙江润华电力工程监理有限公司进行监督管理，山西电建二公司承建，风机生产厂家是华锐。 建设规模 本期工程安装33台1500kW的风力发电机组，装机容量为。风机叶轮直径为77m，轮毂高度为70m，机舱重量约58t。
气象、水文 ? 张北县地处坝上高寒区，属中温带亚干旱季风气候，年降水量400毫米左右，年平均气温℃。年平均7级以上大风日数30天左右。全年无霜期90-110天，光照充足，昼夜温差大，干旱、多风、少雨、无霜期短是主要的气候特征。 交通情况 风电场变电站位于河北省张家口市张北县大囫囵镇境内，距离万宝庄村约2km，距张北县城约75km，距张家口市约120km，交通较为便利。 工程特点 单件吊装重(机舱重58t)，吊装高度高达70m，组合体吊装受风的影响很大。本工程施工环境地处山区比较偏僻，道路崎岖弯多坡陡，地势高差较大，材料、设备运输困难，施工用电、水比较困难，气候比较寒冷。 工程范围 10台1500KW风机吊装： 风力发电机的吊装、以及配合系统调试、风机的清理等。 包括但不限于塔筒、机舱、发电机、叶轮以及配套的设备部件的到货卸车、保管；吊装设备运输、进出场、机械设备站位、场内拆卸及转移；叶轮的现场组装；塔筒、机舱、发电机、叶轮等的吊装、风机内部电气线缆及设备安装等。 主要设备参数 主要部件参数一览表
国电电力山西新能源开发有限公司 风力发电机组验收规范 为确保风力发电机组在现场安装调试完成后，综合检验风电机组的安全性、功率特性、电能质量、可利用率和噪声水平，并形成稳定生产能力，制定本验收标准。 一、编制依据： 1、风力发电机组验收规范 GB/T20319-2006 2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300 3、风力发电场项目建设工程验收规程 DL/T5191-2004 4、电气设备交接试验标准GB50150 5、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169 6、电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171 7、电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254 8、电器安装工程高压电器施工及验收规范GBJ147 9、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303 10、风力发电厂运行规程DL/T666 11、电力建设施工及验收技术规程DL/T5007 12、联合动力风电机组技术说明书、使用手册和安装手册 13、风电机组订货合同中的有关技术性能指标要求 14、风力发电机组塔架及其基础设计图纸与有关标准 二、验收组织机构 风电机组工程调试完成后，建设单位组建验收领导小组，设组长1名、副组长4名、组员若干名，由建设、设计、监理、施工、安装、调试、生产厂家等有关单位负责人及有关专业技术人员组成。
三、验收程序 1 现场调试 （1）风力发电机组安装工程完成后，设备通电前应符合下列要求：（a）现场清扫整理完毕； （b）机组安装检查结束并经确认（内容见附表1）； （c）机组电气系统的接地装置连接可靠，接地电阻经检测符合机组的设计要求（小于4欧姆）； (d) 测定发电机定子绕组、转子绕组的对地绝缘电阻，符合机组的设计要求； (e) 发电机引出线相序正确，固定牢固，连接紧密； (f) 照明、通讯、安全防护装置齐全。 (2) 机组启动前应进行控制功能和安全保护功能的检查和试验，确认各项控制功能好安全保护动作准确、可靠。 (3) 检查设定风力发电机组控制系统的参数，控制系统应能完成风力发电机组的正常运行控制。 (4)风机必须通过下列试验：紧急停机试验、振动停机试验、超速保护试验。（说明：依据《DL/T5191—2004 风力发电机项目建设工程验收规程》） 2 试运行 风力发电机组经过通电调试后，进行试运行，要求试运行的时间不得小于250小时。试运行前应具备齐全的安装验收报告、调试报告等必须的报告资料，业主、设备制造商、试运行单位达成共同认可的试运行验收协议。试运行时间从所签署预验收申请表中的时间开始算起。合同条款约定的备品备件、易耗品及运行维护专用工具已经全部交付建设单位。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 大型风力发电机组控制系统的安全保护功能(新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
大型风力发电机组控制系统的安全保护功 能(新编版) 1制动功能 制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。在风力发电机组发生故障或由于其他原因需要停机时，控制器根据机组发生的故障种类判断，分别发出控制指令进行正常停机、安全停机以及紧急停机等处理，叶尖气动刹车和盘式高速刹车先后投入使用，达到保护机组安全运行的目的。 2独立安全链 系统的安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。安全链采用反逻辑
设计，将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路，当安全链动作后，将引起紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，从而最大限度地保证机组的安全。发生下列故障时将触发安全链：叶轮过速、看门狗、扭缆、24V电源失电、振动和紧急停机按钮动作。 3防雷保护 多数风机都安装在山谷的风口处或海岛的山顶上，易受雷击，安装在多雷雨区的风力发电机组受雷击的可能性更大，其控制系统最容易因雷电感应造成过电压损害，因此在600kW风力发电机组控制系统的设计中专门做了防雷处理。使用避雷器吸收雷电波时，各相避雷器的吸收差异容易被忽视，雷电的侵入波一般是同时加在各相上的，如果各相的吸收特性差异较大，在相间形成的突波会经过电源变压器对控制系统产生危害。因此，为了保障各相间平衡，我们在一级防雷的设计中使用了3个吸收容量相同的避雷器，二、三级防雷的处理方法与此类同。控制系统的主要防雷击保护：①主电路三相690V输入端（即供给偏航电机、液压泵等执行机构的前段）