两种风力发电机组概述教材
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风力发电机组概述风力发电机组的发电机按照发电机型式可分为笼型异步发电机、双馈异步发电机和永磁型同步发电机。
双馈异步风力发电机是目前应用最为广泛的风力发电机。
由定子绕组直连定频三相电网的绕线式异步发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。
双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件,也是风力发电机组国产化的关键部件之一。
发电机本体主要由定子、转子和轴承系统组成。
为了避免由于潮湿、结露而对发电机造成损害,发电机绕组内埋有加热线圈,此外,在发电机内装有温度传感器,检测发电机绕组的温度和发电机轴承的温度。
风力发电机组或系统结构简图如图2-14所示。
图2-14 风力发电机组或系统结构简图1—联轴器;2—发电机;3—磁粉过滤器;4—弹性支承双馈异步发电机将定子、转子三相绕组分别接入独立的三相对称电源,定子绕组直接和电网连接,转子绕组通过变流器与电网连接,转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节,机组可以在不同的转速下实现恒频发电,满足用电负载和并网的要求。
由于采用了交流励磁,发电机和电力系统构成了“柔性连接”,即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流,精确地调节发电机输出电压,使其能满足要求。
变频器采用交—直—交的形式与电网连接,控制发电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态并随着风速的变化调节发电机的转速,进行能量交换。
发电机的转速范围是1000~2000r/min,同步转速是1500r/min。
电压频率和转子电流与转速差(实际转速和同步转速之差)相对应。
在正常情况下,异步发电机的转子转速总是略高或低于旋转磁场的转速(同步转速ns),因此称为异步电机。
转子转速n与旋转磁场的转速ns 之差称为转差,转差Δn与同步转速ns的比值称为转差率,转差率是表征异步发电机运行状态的一个基本变量。
定子电压等于电网电压,转子电压与转差率及堵转电压成正比,堵转电压取决于定子与转子的匝数比。
GUP3MW双馈风力发电机组培训教材一.3MW风力发电机组整机构架二.控制系统2.1 控制系统构成主控系统:塔上控制柜+塔底控制柜核心巴赫曼PLC 控制系统执行机构:变桨系统变流器 +发电机偏航系统信号采集反馈单元(各传感器):叶轮转速传感器、发电机编码器、风速仪、风向标、PCH 震动传感器等遵循闭环控制原理:2.2 主控系统硬件组成UPC 3MW PLC 系统分为塔上1#站(主站),2#站(从站)和塔底3#站(从站)3部分组成,各站点硬件组成如下图示,因机型不同:海上机型、潮间带、陆上机型,部分模块选型略有不同。
详见图纸2.2.1 PLC 模块介绍背板✓背板作为控制器的组成部分,作用是实现与PLC 模块间的机械和电气连接;通过K-BS240电缆,一个背板可扩展成16个模块连接点;✓背面的后面是滑道,实现与控制柜的固定和可靠的接地点✓一个背板或背板组称为一个站点,一个站点不允许有两个单独背板,一个控制器最多能有16个站点;✓背板的扩展有多种形式:扩展电缆、总线扩展模块(BEM/BES),快速总线模块(FM/FS)、标准的通讯模块(CM/CS);✓通过FM/FS(光纤通讯)可实现更长距离传输,最多可增加至222个I/O 模块连接点(主站12个+15个从站*每个从站14个);✓在主站的16个模块连接点中,其中必包含一个处理器和一个电源模块(依据不同的处理器型号,有的是集成在处理器内,有的是外部独立的);✓每个模块号码的定义是按每个站的从左至右的顺序从“1”开始的。
GUP 3MW 机舱柜用的是BS210,塔底柜用的是BS206。
●处理器模块MPC2XX系列处理器是M1控制器的核心,集成了2个以太网接口,一个PC 卡插口,和2个RS232/422/485接口,一个USB 接口,其中参数40代表CPU主频为400MHZ,需要和电源模块配套使用。
MX207具有供电模块(DC-DC,为背板供电),集成了一个CAN总站和一个100Mbit的以太网接口,(MOOG和能建变桨使用),如果和电源模块一起使用,内部电源将自动关闭。
风力发电机组简介风力发电机组构成与机组简介1.风电机组构成风力发电机组主要由风力机、传动装置、发电机、控制系统等部分组成。
电网风力机是风力发电机组的重要部件,风以一定的风速和攻角作用在风力机的桨叶上,使风轮受到旋转力矩的作用而旋转,同时将风能转化为机械能来驱动发电机旋转。
有定桨距和变桨距风力机之分。
风力机的转速很低,一般在十几r/min~几十r/min范围内,需要经过传动装置升速后,才能驱动发电机运行。
直驱式低速风力发电机组可以由风力机直接驱动发电机旋转,省去中间的传动机构,显著提高了风电转换效率,同时降低了噪声和维护费用,也提高了风力发电系统运行的可靠性。
发电机的任务是将风力机轴上输出的机械能转换成电能。
发电机的选型与风力机类型以及控制系统直接相关。
目前,风力发电机广泛采用感应发电机、双馈(绕线转子)感应发电机和同步发电机。
对于定桨距风力机,系统采用恒频恒速控制时,应选用感应发电机,为提高风电转换效率,感应发电机常采用双速型。
对于变桨距风力机,系统采用变速恒频控制时,应选用双馈(绕线转子)感应发电机或同步发电机。
同步发电机中,一般采用永磁同步发电机,为降低控制成本,提高系统的控制性能,也可采用混合励磁(既有电励磁又有永磁)同步发电机。
对于直驱式风力发电机组,一般采用低速(多级)永磁同步发电机。
控制系统由各种传感器、控制器以及各种执行机构等组成。
风力发电机组的控制系统一般以PLC为核心,包括硬件系统和软件系统。
传感信号表明了风力发电机组目前运行的状态,当与机组的给定状态不相一致时,经过PLC的适当运算和处理后,由控制器发出控制指令,是系统能够在给定的状态下运行,从而完成各种控制功能。
主要的控制功能有:变桨距控制、失速控制、发电机转矩控制以及偏航控制等。
控制的执行机构可以采用电动执行机构,也可能采用液压执行机构。
目前,风力发电机组主要有恒速恒频控制和变速恒频控制这两种系统控制方式。
前者采用“恒速风力机+感应发电机”,常采用定桨距失速调节或者主动失速调节来实现功率控制。