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風力發(fā)電機組的電氣控制
江蘇省常熟中等專業(yè)學校 顧軍民 2017/1/2 15:06:00
摘要：隨著科學技術的發(fā)展，風力發(fā)電機已經(jīng)成為了電力能源的主要來源生產(chǎn)的方式之一，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的電力資源的需求，需要對現(xiàn)有的風力發(fā)電機組進行更新與優(yōu)化，提升其在運行時的穩(wěn)定性與可靠性，盡可能的減少相關影響因素。在對電機組進行電氣控制時，需要依據(jù)風力發(fā)電的原理，對相關的各方面進行有效、綜合性的研究，進而對整個電力發(fā)電機組的運行過程進行有效的控制，減少相關問題的產(chǎn)生。
關鍵詞：風力發(fā)電；機組；電氣控制
對風力發(fā)電機組的電氣控制系統(tǒng)進行相關的分析與探究，能夠有效的增加機組在運行過程中的穩(wěn)定程度、較少不安全的事情發(fā)生。進而滿足人們對于電力的需求，增加發(fā)電效率。據(jù)此，需要結合風力發(fā)電機組的運行原理來對相關電氣機組及電氣控制系統(tǒng)的總體框架進行有效的研究，以此來有效的提升對機組運行進行控制的效率。電機組的電氣控制結構進行不斷的完善。同時還需要對之前的相關經(jīng)驗進行總結，進而能夠針對不同的問題采取有效的解決存世進行改善與優(yōu)化。
一、風力發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)的結構
風力發(fā)電機組的電氣控制系統(tǒng)中主要包括了主控制器、電量的采集系統(tǒng)、無功補償系統(tǒng)、軟并網(wǎng)胸膛、偏航與自動解纜系統(tǒng)等等，同時還設置了多種輸出、輸入的信號與開關量接口等等。風電機組電氣控制系統(tǒng)只有利用風速信號才能促使其進行自動化的啟動，同時還要根據(jù)其在實際生產(chǎn)過程中的具體情況，遵循相關設備的功率等相關的參數(shù)，對風電機組的轉(zhuǎn)速及功率進行自動化的控制與調(diào)整。想要提升風電機組的運行效果，就需要按照整個風電機組的功率來自動化的設置相關的補償電容。一旦在生產(chǎn)過程中發(fā)生發(fā)電機脫網(wǎng)的現(xiàn)象，電氣控制系統(tǒng)就能夠使自動化的對其采取相關的處理措施，進而使其能夠具備較高的安全性，以及來有效的減小外界對發(fā)電機的干擾狀況，最終提升風電機組在運行時的穩(wěn)定性。除此之外，電氣控制系統(tǒng)在風電機組中的正常應用，是通過對電網(wǎng)、風力的狀況及機組運行的中狀態(tài)數(shù)據(jù)進行檢測與對比分析而得來的運行的狀況及相關產(chǎn)生的問題，并針對這些問題而產(chǎn)生的有針對性的解決手段。同時還可以根據(jù)相應的數(shù)據(jù)及結果，制作成相關的表格或者是圖像，以此來對風力機組在運行過程中的指標進行有效的分析，對相關的方案進行優(yōu)化與調(diào)整。
二、發(fā)電機組電氣控制系統(tǒng)控制器的設計
（一）控制器設計
在進行風力發(fā)電機組的電氣控制時，就是對其的運行過程進行監(jiān)督與管理。通過分析風電機組在運行過程中的相關數(shù)據(jù)的變化情況，進一步的采取相應的措施來促使風電機組處于良好的運行狀態(tài)之中。同時在對風電機組的控制過程中需要借助中心控制器來完成相關的控制，進而有效的提升電氣機組在運行過程中的安全性與可靠性。因而在設計中心控制器時，需要從軟件與硬件這兩個方面來進行討論與設計。其中硬件方面主要就是對電路的設計、傳感器及接口電路的設計。同時還需要對風電機組的運行進行控制與檢測，并向控制中心提供相關數(shù)據(jù)及參數(shù)。而軟件系統(tǒng)中主要包含的是對風力發(fā)電機組運行的控制、信號的檢測等方面。
（二）系統(tǒng)設計
1、硬件系統(tǒng)
在設計風電機組電氣控制系統(tǒng)的中心控制器時，可以通過采用單片機或者是PLC這兩種方式來完成。同時，這兩種方式在實際的應用中會存在一定的差異。例如，在使用單片機進行設計時，由于其相關的操作指令較多，在進行軟件編成的時候具有較高的靈活性，其在運行時的精確度以及及時性都比較高。同時這種方式在運行時所需喲消耗的能量較少，有著較高的性價比。但是這種方式在實際的運行過程中容易受到外界環(huán)境因素的干擾，且不適應于野外或者是有較高電磁干擾的環(huán)境中。而PLC技術則具有較高的系統(tǒng)通用性，不僅能夠有效的抵擋強輻射，同時還可以完成設備所提出的順序控制、開關量的輸入等的應用要求。但是這項技術在進行數(shù)據(jù)的收集及處理中存在著不全面的特點，進而導致其控制運行的效果較差。而就風力發(fā)電機組來說，其在運行的環(huán)境中有一定的特殊性，同時也沒有相關的管理人員進行實地的管理。因此就需要電氣控制系統(tǒng)用于較高程度的運行穩(wěn)定性。據(jù)此，在進行硬件的設計時，需要針對所產(chǎn)生問題的原因進行及時、準確的了解，并且依據(jù)風電機組控制的特點來對相關的數(shù)據(jù)進行準確的分析，進而滿足不同的要求。
2、軟件系統(tǒng)
對電氣控制中心控制器的軟件系統(tǒng)在進行設計與規(guī)劃時，需要依據(jù)相關的硬件設備設計與之相配套的軟件，進而達到相關的控制要求。其中，可以選擇應用模塊化結構的形式來對相關的控制系統(tǒng)的程序進行編寫。如主程序、事件處理子程序、定時中斷程序等。主程序的編寫需要完成整個風電機組得以正常運行及控制，同時對出現(xiàn)的故障能夠自行的處理與修復等。而事件處理子程序則包含了正常停機子程序、偏航子程序、緊急停機子程序等等多種程度的控制。
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