知識點二-變速變槳距機組的運行狀態(tài).知識點二-變速變槳距機組的運行狀態(tài)

項目三風(fēng)力發(fā)電機組控制技術(shù)風(fēng)力發(fā)電機組控制技術(shù)任務(wù)三變速變槳距機組的控制知識點二變速變槳距機組的運行狀態(tài)一

、運行區(qū)域及模式

(1)并網(wǎng)區(qū)

轉(zhuǎn)速控制模式

(2)MPPT區(qū)

不控模式（槳距角固定為零）

(3)轉(zhuǎn)速限制區(qū)

轉(zhuǎn)速控制模式或不控模式(4)功率限制區(qū)

轉(zhuǎn)速控制模式或功率控制模式

(5)切出停機區(qū)

剎車控制模式（順槳）變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)變速變槳距風(fēng)電機組根據(jù)變槳距系統(tǒng)所起的作用分為三種運行狀態(tài)，即風(fēng)電機組的啟動狀態(tài)（轉(zhuǎn)速控制）、欠功率狀態(tài)（不控制）和額定功率狀態(tài)（功率控制）。變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)1、啟動狀態(tài)

變槳距風(fēng)輪的葉片在靜止時，槳距角為90°,這時氣流對葉片不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，整個葉片實際上是一塊阻尼板。

當(dāng)風(fēng)速達到啟動風(fēng)速時，葉片向0°方向轉(zhuǎn)動，直到氣流對葉片產(chǎn)生一定的攻角，風(fēng)輪開始啟動。

在發(fā)電機并入電網(wǎng)以前，變槳距系統(tǒng)的槳距角給定值由發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號控制。轉(zhuǎn)速控制器按照一定的速度上升斜率給出速度參考值，變槳距系統(tǒng)根據(jù)給定的速度參考值，調(diào)整槳距角，進行所謂的速度控制。變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)1、啟動狀態(tài)

為了確保并網(wǎng)平穩(wěn)，對電網(wǎng)產(chǎn)生盡可能小的沖擊，變槳距系統(tǒng)可以在一定時間內(nèi)保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速附近，尋找最佳時機并網(wǎng)。

轉(zhuǎn)速反饋信號與給定值進行比較。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速時，葉片槳距向迎風(fēng)面積小的方向轉(zhuǎn)動一個角度，反之則向迎風(fēng)面積增大的方向轉(zhuǎn)動一個角度。

當(dāng)轉(zhuǎn)速在同步轉(zhuǎn)速附近保持一定時間后發(fā)電機即并入電網(wǎng)。變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)2、欠功率狀態(tài)

欠功率狀態(tài)是指發(fā)電機并入電網(wǎng)后，由于風(fēng)速低于額定風(fēng)速，發(fā)電機在額定功率以下的低功率狀態(tài)下運行。

對于變速變槳距風(fēng)電機組而言，在額定風(fēng)速以下運行時，機組應(yīng)盡可能提高能量轉(zhuǎn)換率。變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)3、額定功率狀態(tài)

當(dāng)風(fēng)速達到或超過額定風(fēng)速后，風(fēng)力發(fā)電機組進入額定功率狀態(tài)。即機組由轉(zhuǎn)速控制切換到功率控制，變槳距系統(tǒng)開始根據(jù)發(fā)電機的功率信號進行控制?？刂菩盘柕慕o定值時恒定的，即額定功率。

功率反饋信號與給定值進行比較，當(dāng)功率超過額定值時，葉片槳距就向迎風(fēng)面積小的方向轉(zhuǎn)動一個角度，反之則向迎風(fēng)面積增大的方向轉(zhuǎn)動一個角度。

變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)3、額定功率狀態(tài)

在額定風(fēng)速之上時，變槳控制可以有效地調(diào)節(jié)風(fēng)電機組所吸收的能量，同事控制風(fēng)輪上的載荷，使之限定在安全設(shè)計值以內(nèi)。

由于風(fēng)輪的巨大慣性，變槳控制對機組的影響通常需要數(shù)秒的時間才能表現(xiàn)出來，這很容易引起功率的波動。此時，變速變槳距機組通過發(fā)電機轉(zhuǎn)矩控制來實現(xiàn)快速的調(diào)節(jié)，以變槳調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)的耦合控制來保證高品質(zhì)的能量輸出。

變速變槳距機組的運行狀態(tài)二、運行狀態(tài)3、額定功率狀態(tài)

由于變槳距系統(tǒng)的響應(yīng)速度受到限制，對快速變化的風(fēng)速，通過改變槳距來控制輸出功率的效果并不理想。為了優(yōu)化功率曲線，在進行功率控制的過程中，其功率反饋信號不再作為直接控制葉片變槳距的變量。

變槳距系統(tǒng)由風(fēng)速低頻分量和發(fā)電機轉(zhuǎn)速控制，風(fēng)速的高頻分量產(chǎn)生的機械能波動，通過迅速改變發(fā)電機的轉(zhuǎn)速來進行平衡，即通過轉(zhuǎn)子電流控制器對發(fā)電機轉(zhuǎn)差率進行控制。

當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時，允許發(fā)電機轉(zhuǎn)