第六章 风力发电机组的运行调节

风电场的运行目前，国内风力发电机组的单机容量已从最初的几十千瓦发展为今天的几百千瓦甚至兆瓦级。

风电场也由初期的数百千瓦装机容量发展为数万千瓦甚至数十万千瓦装机容量的大型风电场。

随着风电场装机容量的逐渐增大，以及在电力网架中的比例不断升高，对大型风电场的科学运行、维护管理逐步成为一个新的课题。

风电场运行维护管理工作的主要任务是通过科学的运行维护管理，来提高风力发电机组设备的可利用率及供电的可靠性，从而保证电场输出的电能质量符合国家电能质量的有关标准。

风电场的企业性质及生产特点决定了运行维护管理工作必须以安全生产为基础，以科技进步为先导，以设备管理为重点，以全面提高人员素质为保证，努力提高企业的社会效益和经济效益。

第一节风电场运行工作的主要内容风电场运行工作的主要内容包括两个部分，分别是风力发电机组的运行和场区升压变电站及相关输变电设施的运行。

工作中应按照DL/T666-1999《风力发电场运行规程》的标准执行。

一、风力发电机组的运行风力发电机组的日常运行工作主要包括：通过中控室的监控计算机，监视风力发电机组的各项参数变化及运行状态，并按规定认真填写《风电场运行日志》。

当发现异常变化趋势时，通过监控程序的单机监控模式对该机组的运行状态连续监视，根据实际情况采取相应的处理措施。

遇到常规故障，应及时通知维护人员，根据当时的气象条件检查处理，并在《风电场运行日志》上做好相应的故障处理记录及质量记录；对于非常规故障，应及时通知相关部门，并积极配合处理解决。

风电场应当建立定期巡视制度，运行人员对监控风电场安全稳定运行负有直接责任，应按要求定期到现场通过目视观察等直观方法对风力发电机组的运行状况进行巡视检查。

应当注意的是，所有外出工作（包括巡检、起停风力发电机组、故障检查处理等）出于安全考虑均需两人或两人以上同行。

检查工作主要包括风力发电机组在运行中有无异常声响、叶片运行的状态、偏航系统动作是否正常、塔架外表有无油迹污染等。

风力发电机调试程序和措施大唐峰峰发电厂风电生产准备部风力发电机调试程序和措施一. 概述1. 风力发电机组调试的任务是将机组的各系统有机的结合在一起，协调一致，保证机组安全、长期、稳定、高效率地运行。

调试分厂内调试和现场调试两部分。

2. 调试必须遵守各系统的安全要求，特别是关于高压电气的安全要求及整机的安全要求，必须遵守风机运行手册中关于安全的所有要求，否则会有人身安全危险及风机的安全危险。

调试者必须对风机的各系统的功能有相当的了解，知道在危急情况下必须采取的安全措施。

总之，调试必须由通过培训合格的人员进行。

尤其是现场调试，因为各系统已经完全连接，叶片在风力作用下旋转做功，必须小心完全按照调试规程中的要求逐步进行。

二. 厂内调试风机厂内调试是尽可能地模拟现场的情况，将系统内的所有问题在厂内调试中发现、处理，并将各系统的工作状态按照设计要求协调一致。

由于厂内条件限制，厂内调试分为两个部分：轮毂系统调试和机舱部分调试。

1. 轮毂调试1.1. 轮毂是指整个轮毂加上变桨系统、变桨轴承、中心润滑系统组成一个独立的系统。

在调试时用模拟台模拟机组主控系统。

调试的目的是检查轴承、中心润滑系统、变桨齿轮箱、变桨电机、变桨控制系统、各传感器的功能是否正常。

1.2. 调试准备1.2.1. 调试前必须确认系统已经按照要求装配完整，系统在地面固定牢固，系统干燥清洁。

变桨齿轮箱与轴承的配合符合要求。

1.2.2. 连接调试试验柜与轮毂系统，进行通电前的电气检查确认系统的接地及各部分的绝缘达到要求，检查进线端子处的电压值、相序正确。

只有符合要求后才能向系统送电。

1.2.3. 送电采用逐级送电，按照电路图逐个合闸各手动开关。

并检查系统的正常状态。

1.3. 轮毂调试1.3.1. 用计算机连接轮毂控制系统，按照调试文件进行必要的参数修改。

按照调试规程逐项进行调试工作，并作完整记录。

1.3.2. 主要工作有：1.3.2.1. 用手动及程序控制逐个活动三个变桨轴，检查各部分是否活动灵活无卡涩，齿轮箱、发电机、轴承是否润滑良好，没有漏油现象。

风力发电机的几种功率调节方式作者：佚名发布时间：2009-5-5随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。

作为风力资源较为丰富的国家之一，我国加快了风电技术领域的自主开发与研究，兆瓦级变速恒频的风力发电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。

本文针对当前并网型风力发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍。

l 定桨距失速调节型风力发电机组定桨距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。

失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。

为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机（即大/小发电机）。

在低风速段运行的，采用小电机使桨叶具有较高的气动效率，提高发电机的运行效率。

失速调节型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。

2 变桨距调节型风力发电机组变桨距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。

其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。

随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大风力发电机的几种功率调节方式作者：佚名发布时间：2009-5-5调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。

风力发电基础复习大纲第一章绪论1、风能的特点：储量大分布广，无污染、风能密度低、不同地区差异大、不稳定。

2、风力发电机组的类型:3、水平轴风力发电基础基本结构：风轮、传动系统、发电机、机架与机舱、偏航系统、控制与安全系统、塔架与基础、其他部分。

4、什么是风电机组认证：为了规范风电机组的产品设计、制造和安装运行,保证产品质量，提高安全性和可靠性，降低风电产业的风险而出现的第三方认证制度。

标准中涉及的认证程序包括机组型式认证，项目认证和部件认证三种.风电相关标准:(1）风资源评估：是风能利用的重要评价依据.（2）风电机组设计与认证，主要用于风力发电设备的设计、实验、检测和认证等过程。

（3)风电场设计与运行。

第二章风能及其转换原理5、风的形成：是由于大气中热力和动力的空间不均匀性所形成的。

6、风的受力：气压梯度力、地转偏向力、摩擦力、离心力。

风速与气压梯度力成正比，风向与等压线平行7、大气边界层的划分：8、风的大小：风的大小由平均风和脉动风相加决定.9、平均风：某时某刻某点各瞬时风速的平均值。

10、脉动风:某时某点瞬时风速与平均风速的差值。

11、我国规定的风速测定高度为10米。

12、风速随高度变化的变化：指数率变化,书P2513、风向的测量：风向标由尾翼,指向针，平衡锤以及旋转轴组成.14、宏观选址：指在对气象条件综合考虑后，选择一个有利用价值的小区域的过程15、微观选址：就是在宏观选址确定的风力发电厂范围内确定风电机组的布置,考虑地形以及排列方式的影响，使获得更好的经济效益.16、对于平坦地形，盛行风向主要为一个或相反方向时,一般按矩阵式排列.排列方式与盛行主要风向垂直，前后两排相互错开，行距为5-9倍风轮直径，列距为3-5倍风轮直径.17、如果是多盛行风向,一般采用田字形或圆形布阵，发电机间距一般取10—12倍风轮直径。

18、中弧线：翼形周线内切圆圆心的连线。

19、弦长：前缘与后缘之间的连线。

20、桨距角:风轮旋转平面与弦线之间的夹角。

风力发电系统运行及控制方法作者：胡飞来源：《中国科技纵横》2016年第24期【摘要】随着各类新型能源的开发与使用，风力发电系统作为一种新能源也逐渐应用于人们的生活与工作中，风力发电系统的使用不仅可以减少煤炭等资源的应用，保护环境，减少污染环境的气体，也可以不断地为我国提供安全、高效率的供电质量。

本文就主要针对风力发电系统的运行及控制进行相关探究。

【关键词】风力发电系统运行控制方法在提倡无污染、高效率发展的今天，各个国家也都在相继追求与研究风能以及其他各类新能源的发展，尤其是在现在这个能源及其短缺的情况下，风力发电系统的研究更显得极为重要。

依据各种各样的运行方式和控制技术，风力发电系统可以分为恒速恒频系统和变速恒频系统，都可以有效地利用风能。

1 风力发电系统的系统结构风力发电系统的系统结构主要是由风轮、齿轮箱、发电机和变流设备等设备组成，其中风轮主要是用于捕捉风能，然后再进一步将捕捉到的风能转化为机械能，而机械能转化为人们可以进一步使用的风能主要是由发电机来完成的，最终再由变流设备将发电机发出的频率转化为一样频率的交流电，再移送至电网就可以达到发电的目的。

在风力发电机中以小型风力发电系统为例进行简单介绍，小型风力发电系统主要是由小型风力机、交流发电机、三相不控整流桥、Boost变换器、单相并网逆变器、滤波器、直流调压负载以及本地用户负载等各个部分组成，这几大部分相互调节，和谐运作，共同促进了风力发电系统的正确运行与控制。

在对风力发电系统的运行控制过程中，为了实现风力发电机的最大功率跟踪，研究人员对Boost变换器进行了一系列的相关控制研究。

2 风力发电系统的运行风力发电系统主要包括两种运行状态，即为最大风能追踪状态与额定功率运行状态。

2.1 最大风能追踪状态风力发电系统的最大风能追踪状态，就是指当风速比额定风速低时，但是为了达到该风力发电机的最大输出功率，要不断地让风轮的转速随着风波的变化而不断变化，从而可以最大程度的利用风能，提高最大风能利用系数。

中小型风力发电机的调速系统风力发电机利用风力发电，从风力机的特性可知，当风轮盘面垂直于风向旋转时，风轮的转速是与风速成正比的，而功率则与风速的立方成正比。

即12n n =12V V 及12p p =3132V V 。

假若风速提高2倍，风轮转速提高2倍，功率将增大8倍。

为了维持风力机稳定运行，必须在设定的风速范围内调整和限制其转速及输出功率，使其不超过允许值。

风力机的调（限）速方法有若干，离网型中小风力发电机通常采用改变风轮或叶片与气流的相对位置和给风轮加大载荷的方法限制转速的提升，在自然风大于额定风速时仍保持转速及功率基本稳定或不超过限定值。

常用的调节方式如下：A 、水平偏转或上仰转动，使风轮偏离风向；B 、叶片失速，使风轮效率降低；C 、叶片或叶片的一部分绕自身的轴线偏转，改变桨距角；D 、给风轮加大负荷或在叶片上设置障碍，限制其快速旋转。

1、风轮偏离风向的调节方式当风速高于额定风速时使风轮偏离风向一个角度γ释放部分风能，使高于额定值的风速在风轮的轴向分风速等于额定风速，由此控制风轮的转速和功率保持接近额定运行状态。

即cos n i iV V γ=。

式中：n V 为额定风速，i V 为大于额定风速的某一风速。

采用图解的方法，如图1（不同风速下风轮偏离风向的角度示意图）所示。

可以简便的求解在风速增大时为保持额定风速值不变，风轮应偏转的γ角度值。

沿风力机轴画出延伸线，按额定风速的矢量值截取线段ox 至o 点，从o 点作垂直线oy ，以x 点为圆心，取某一风速的矢量值（与额定风速同尺度）为半径划弧，相交于oy 垂直线的某一点，该点连接x 点的线段与ox 夹角即为该风速出现时风轮应偏过的角度。

使风轮偏侧的机构，常见的有设置侧风板、风轮偏置、电动机驱动等多种方式。

1.1、设置侧风板使风轮偏离风向风轮连同发电机安装在可以绕塔杆顶部水平转动的回转体上，尾舵用垂直于水平面的销轴与回转体铰链连接。

在回转体上安装一个伸出风轮盘面的侧风板。

第六章调试,试启动1:通电前的检查,在通电前需要对照电路图仔细检查现场接线状况和和接线质量.主回路上每个线端两端线号颜色应该一致.在控制回路上的小线所使用的都是卡簧式插接端子,通电前应检查是否牢固,在轮毂内的接到三个PITHBOX柜体上的电缆在风机运转时一直在旋转状态所以一定要确定所有电缆都以可靠固定.2:变桨系统的通电测试,包括0度90度角的变桨测试.变桨系统上电后就处于控制器控制下,需要维护时需要三人配合一人在机舱内,一人在轮毂内,一人在轮毂外.在PITHBOX柜体内有三个控制柜和三个电容柜在三个控制柜内有控制器,在控制器上有操作转换开关用来转换操作模式,可以在手动和自动间相互转换.当操作转换开关由手动转到自动状态时叶轮将自动由0度到90度回复这时应注意不要将手放入运转部件当中以免发生伤害.当在手动状态时可以通过控制器上的操作开关改变桨叶的角度.3:在大风状态下的限流运行.在与控制器联机后通过外接电脑上的应用软件在线修改风机功率值,在每次修改后使风机平稳运行一段时间使风机达到稳定状态,然后逐步增大功率设定值,使风机运行在功率不断逐步升高的状态下,在这个过程中要注意观察各部分的温升状况特别是主柜进风口,出风口温度以及各变流模块的温度,以及风机的运行声音是否有异常,主要在塔架底部和机舱内这两个部分,主要有IGBT的触发声和空气回响声,如有异常回响应找到回响出处,并查明原因.因为兆瓦风机发出的电是通过变流系统变流后得到稳定的交流电,在主控柜内的模块起到整流和逆变的作用,在带载状态下模块温度会逐渐升高所以模块的降温就非常重要,定期检查模块的和主柜上的风扇的散热状况就非常重要,如有必要可以另外加装在柜体下部的散热装置,以增加散热效果.在风机正常运转过程中对所有部件的温度变化应多加关注.在大风状态下当风机达到满负荷运行时主柜各模块温度均正常,风机运行没有异常回响则风机以达到稳定运行状态.。

风力发电机组运行规程1.编制说明风力发电机组采用基于嵌入式平台的PLC 控制系统，此系统能控制机组完成从启动、升速到并网带负荷运行及停机的全过程。

风力发电机组运行规程规定了保证风机安全启动、带负荷运行、停机的基本要求，以及在以上过程中出现异常情况的处理措施和相关注意事项，本文件主要用于场维护人员对风力发电机执行正常的启机和停机操作，并对机组运行过程中出现的一些故障情况做出正确处理的方法。

无论是风机的启动、带负载运行、安全停机或者故障处理，必须遵守相应施工安全规范，保证该前提的基础上，风机的运行才能得到保证：1.1 施工安全规范：1.1.1维修人员必须年满 18 周岁且受过专业培训、具备维修和维护能力，只有具备资格的工作人员才能在设备上工作；1.1.2按照公司的管理制度，办理相关票证、登高作业证等；1.1.3遵守国家规定的安全条例；1.1.4遵守“三不伤害”原则，即不伤害自己，不伤害他人，不被别人伤害；1.1.5要做好安全防护工作：高空作业要系好安全带，戴安全帽，正确穿戴工作服，劳保鞋，手套等；1.1.6避免交叉作业，交叉作业应采取隔离防护；1.1.7进行电气维修/操作时，应按照安全规程送/断电，并做好绝缘保护工作；1.1.8运行的风机设备必须防止未授权人员进入，在执行维护和维修期间，要禁止未授权人员进入危险领域；1.1.9在工作结束后，所有的设备必须要进行彻底的清理。

所有的工具，替代零件、易燃材料、清理的碎布和包装箱必须从设备附近搬走。

以安全环保的方式妥善处理工作材料、消费品和替代零件。

1.2.安全注意事项：1.2.1 风机中作业的风速要求：注：平均风速为10 分钟平均值2.风机启机前准备工作风力发电机组启机前，应按本运行规程的指导仔细做好检查和准备工作。

除按本规程执行外，用户还应对照风机制造厂提供的其他技术文件并参照电力行业的有关规定，作好机组启机前的准备工作。

2.1 风力发电机组启机前，必须按顺序完成以下准备工作：2.1.1 机组已经安装完成，并确认机组各部分（发电机、齿轮箱、轮毂、主轴、机械刹车系统、联轴器、传感器、偏航系统、控制柜、加热装置）的机械和电气连接符合要求；2.2 机组已具备现场通电条件；2.2.1 已经按照机组调试证明书完成了机组的全部调试。

第六章风力发电机的运行与控制第三节变定桨距风电机组的控制两种方式：1、传统的变桨距控制；2、带调整发电机转差率的变桨距控制。

一、变桨距机组特性1.改变桨距角调节输出功率变桨距风力发电机的功率调节不完全依靠叶片的气动特性。

当风速小于额定，输出功率小于额定功率时，随风速的变化传统的变桨距系统基本不动作，可以认为与定桨距风力发电机相同；带调整发电机转差率的变桨距控制将发电机调整到最佳运行状态。

当风速增加，功率超过额定值时，变桨距系统通过改变桨距角使发电机输出功率限制在额定功率附近。

2．具有较高的风能利用系数定桨距风力发电机在低风速时风能利用系数较高。

当风速接近额定点，风能利用系数开始大幅度下降。

过了额定点，叶片开始失速，随着风速的增加，功率反而有所下降。

变桨距风力发电机，无论风速高低都可控制桨距角使风力发电机运行在最佳状态，或超过额定点后，维持在额定功率运行。

3.在高风速时保证额定功率输出4、具有良好的启动和制动性能启动时，变桨距系统将桨距角转到合适的角度，使风轮具有最大的启动转矩，容易在低风速时启动；脱网时，变桨距系统控制桨距角，逐渐减小发电机的输出功率，在发电机与系统断开前，功率减到0。

避免了对电网的冲击和风力发电机突然甩负荷造成“飞车”。

二、传统的变桨距控制系统1．控制系统结构2、运行状态和控制（1）启动状态的控制当风力发电机在停机状态时，桨距角为90º，这时气流对叶片不产生转矩，整个叶片实际起阻尼的作用。

当风速达到启动风速时，变桨距系统开始工作，转速控制器起作用，使叶片向0º方向转动，气流与叶片产生一定的攻角后，风轮开始启动。

在发电机并往前，变桨距系统的桨距给定值由发电机转速信号控制。

转速控制器按一定的速度上升斜率给出速度参考值，变桨距系统根据给定的速度参考值，调整桨距角进行速度控制。

当转速小于给定值时，使叶片向迎风面增加的方向转动。

反之，向迎风面减少的方向转动。

（2）欠功率状态的控制传统的变桨距系统在发电机并网后，功率小于额定值前不进行控制。