风机控制系统

风机控制系统

♦风力发电基本知识

♦风机控制系统概述

♦控制系统及安全规范

♦传感器

♦操作面板应用

♦手动控制操作

♦风机运营

第二章传感器

一个风机共有34个传感器，涉及转速、偏航角度、风速、风向、振动、温度和液

压油压等传感器。

1.1转速传感器

风力发电机组转速的测量点有三个：即发电机输入端转速、齿轮箱输出端转速和

风轮转速，

发电机输入端转速一个，

齿轮箱输出端转速一个，

风轮转速两个，尚有两个

转速传感器安装在机舱与

塔筒连接的齿轮上，用来

辨认偏航旋转方向。

1.2偏航计数传感器（偏航角度）

从机舱到塔筒间布置的柔性电缆由于偏航控制会变得扭曲。假如在扭曲达成两圈后

正好由于风速因素导致风机停机，此时主控系统将会使机舱旋转，直到电缆不再扭曲。

假如•直在扭曲达成3圈前还是不能进行解缠绕，系统产生正常停机程序程序，使电缆

解缠绕。当电缆扭曲达成

±4圈后安全回路将会中断，

紧急停机。

1.3风速

风机配有两个装在相配支架上的加热风速计，支架有一个接地环对风速计提供避雷功

能。

电缆铺设在穿线管中，

1.4风向

风向计也安装同一个支架上，能360°范围测量，为r防止结冰，风向计能根据环境温

度采用适度的自动加热。

1.5振动传感器

安装在主机架卜.部.为的重力型加速度传感器，它直接连接到紧急停机回路上。此外,

有振动传感器监视塔基和驱动链，假如测显值超限，立刻正常停机。

1.6温度传感器

PT100温度测量,用于反映风力发电机组系统的工作状况。

1.齿轮油温度

2.齿轮轴承1/2温度

3.发电机轴承1/2温度

4.发电机定子线圈温度

5.户外温度

6.机舱温度

7、低速轴温度

8、齿轮油入口温度

9、变频器入口温度

10、变桨电机1〜3温度

H.变桨轮毂温度

1.7刹车磨损传感器

刹车磨损传感器安装在齿轮箱刹车器匕只有在刹车被完全释放后，开关才干

动作，微动开关指示刹车衬套的磨损。当刹车片磨损到一定值后，传感器给出一个信号，规

定正常关闭风机，如要再次运营则规定手动复位下，在这信号后还可以进行3次启动或3天

运营。然后必须规定更换新的刹车衬套，更换后，并规定能被主控制系统辨认检测到。

第四章手动控制操作

♦停止和启动风机

♦手动偏航控制

♦手动刹车控制

♦复位安全链

只有运营人员才允许复位安全链。

♦维护开关

第五章风机运营

风机可以正常运营，除了风速和电网要满足规定外，风机的各个部分都必须正

常，比如偏航系统，液压泵，齿轮箱，电机，电气控制柜，传感器，那部分有故障，轻则影响

风机的出力，严重则可以使风机受到致命的打击。因此在编制监控软件时除了了解风机重要

部分的运营控制过程外，各个输入信号的监测及故障判断都必不可少。

5.1风机启动前的准备

风机在运营之前要拟定风机安全链、偏航系统、刹车系统、齿轮箱系统及变频器

并网系统无端障，风速在一定的时间间隔内大于启动风速而小于切出风速，风速与主风向保

持一致。

5.2风机控制流程

风机从并网运营到静止，根据停止的方式会导致不同的刹车程序，因而叶片会停

在不同的位置并导致有不同的刹车状态。涉及下列刹车程序：刹车程序200、刹车程序19()、

刹车程序180、刹车程序75.刹车程序50。

风电控制流程简述

♦采集信号模块

-风机控制的所需信号采集输入

♦故障检测模块

-风机整个运营过程中的安全检测

♦控制状态模块

♦含风机各个状态，启机、并网、PID控制、停机

♦偏航控制模块

-偏航自动对风、解缆模块

♦控制输出模块

各种控制信号输出，停机动作，变桨动作等

故障检测模块

♦重要分以下等级故障检测

-紧急停机检测:BP200故隙检测安全链或风机重大故障。

-快速停机检测：BP190故障检测变桨故隙；BP180故障检测甩网故隙。

-正常停机检测：BP75故障检测变频器故障；BP60故障检测人工操作；BP52

故障检测普通故障；BP50故障检测无风。

-报警不断机。

♦故障设立

-风机故障设立需要结构、电气、机械、发电设备、电网、控制系统方面专业

知识。

风机控制状态

♦风机启动状态

-清除故障启机&&旁路变桨限位开关

-自检1〜5

-空转升转速

-连接变频器并网

-自动发电

♦风机停机状态

-B50-200停机,7种停机状态

-报警不断机（不计入控制状态）

偏航、解缆

♦自动偏航

-启动偏航风速＞2.5m/s,低于风机启动风速。

-不同风况用应不同的偏航程序。

♦不能偏航和解缆条件

-B200紧急停机，会切断偏航电机、液压电源。

电网故障，因素同上。

-风向标、风速计故障，无法指示偏航方向。

-液压类故障，偏航刹车需要液压。

-偏航自身故障，如偏航方向错误、纽缆值过大。

手动停机突，如轮毅操作。

振动类故障，风机机械有问题时不能偏航。

♦控制输出：停机/变桨

♦重要分以下停机程序：

♦BP200停机程序：

♦BP200为最高级别停机，断开安全链，刹车制动，关闭扭矩控制并脱网，桨叶以

15度/秒变至92.5度，电池驱动变桨。

♦BP190停机程序：

♦关闭扭矩控制并脱网，桨叶以15度/秒变至92.5度，刹车制动（30s后再松开）,

电池驱动变桨。

♦BP180停机程序：

♦关闭扭矩控制并脱网，桨叶以15度/秒变至92.5度，电池驱动变桨。

BP75停机程序：

关闭扭矩控制并脱网.以设定变桨速度变至90度。

停机

♦BP6。停机程序：

以5度/秒速度变桨至92.5度，当转速低于并网转速（1200rpm）后关闭扭矩控制

并脱网。

♦BP52停机程序：

♦以5度/秒速度变桨至90度，当转速低于并网转速（1200rpm）后关闭扭矩控制

并脱网。

♦BP50停机程序：

♦以5度/秒速度变桨至BP50设定停机角度（默认设立70度），当转速低于并网转

速（1200转/分）后关闭扭矩控制并脱网。

故障报警程序：

检测低档别故障并进行报警，部分故障警告出现的过于频繁将升级至高级别的停机程序。

自动控制模块

变桨控制：通过控制桨叶角调节发电机转速

.a.在启动过程中，跟踪升速曲线，使风机快速到达并网转速；

♦.b.并网时保持发旦机并网转速；

♦.c.并网发电后，跟踪发电机额定转速。

♦扭矩控制：根据发电机转速查表改变扭矩设定值，或一定范围内采用查表，范围外对

扭矩进行PID控制。

♦在双PID控制时需考虑两个PID控制之间的解耦。

启动

由于风机是自动运营的，因此根据风机的静止时所处的刹车程序和叶片的位置，机组

要通过不同的启动程序返回运管状态。

♦启动方式A

♦启动方式B

♦启动方式C

♦紧急停机

♦快速停机

♦正常停机

♦手动停机

紧急停机快速I停机快速Ila停机快速11b停机正常关闭

刹车程序2007518019050

桨叶停止位9190919190

转子刹车制动不制动不制动制动30s释放不制动

第六章操作面板应用

控制柜上的操作面板优先级最高，另一方面是变频器柜上的操作面板，最后是远程

PC操作。为了防止未授权的人员随意操作和查看参数，在进入操界面时必须要输入与自己

身份相应的密码。

1基本功能

•按CTRL激活显示灯（屏幕节电功能）。

-连续按两次任何按键可以激活控制面板。

-某些功能的激活需要同时按两个键。如同时按下CTRL或SHIFT键可以激活想要的功能。

STOP风机正常停机。

快速启动。

RESET复位和执行自动运营。

减少显示亮度。

增长显示亮度

什自动风向跟踪（偏航控制）O

寸手动偏航控制，向左旋转。

寸手动偏航控制，向右旋转。

访问权限请求

应用光标选择访问权限（AccessPrivileges）,按下ENTER按键，被激活权限编

辑。

输入密码（光标移动，但是密码不会显示）。

输入密码后按ENTER键确认。

假如密码有效，根据密码等级将会产生相应的访问权限。访问权限决定了哪些菜

单能被品示和哪些部分可以编辑。

解除访问权限

光标移到访问权限(AccessPrivileges)行。

按两次ENTER键，访问权限被解除

活动状态请求

应用光标，活动状态请求(RequestActiveStatus)按键ENTER拟定。

输入用户号码，将显示为"ActiveStatusEnabled,字母“a”将显示在右向角,表白控

制面板已被激活。

注意：

假如有一个优先级高的控制面板已被激活，就不能进行任何数据输入到该控制面板的

操作。

解除活动状态

移动光标到活动状态行(ActiveStatusEnabled)

按两次ENTER键。

活动状态被解除。

注意：

对安装在变频器上的控制面板，假如在30分钟内没有任何操作，访问权限和活动状态

都会自动复位。对机舱主及制柜上的面板，活动状态必须在离开机舱前手动复位。当活动状

态解除后，访问权限会自动复位。假如机舱控制面板活动状态不解除，风机将不能通过变频

器上的控制面板或远程控制。

4菜单内容

主控制系统包含下列菜单：

启动菜单(Startmenu)

状态记录菜单(StatusCountsmenu)

状态菜单(Statusmenu)

事件列表菜单｛EventListmenu)

电网菜单(Gridmenu)

第七章风机故障状态码分析

1.1状态码包含的重要信息

1.1.1刹车程序

刹车程序定义在数字。到200之间。“0”表达刹车状态没有改变，“200”意味着紧急刹车。

假如在同•时间内有多个状态码是可以激活的，那么拥有更高刹车程序号码的状态码会优

先激活。例如：假如一个刹车程序为50的状态码是激活，随后另一个刹车程序为200的故障

产生激活了状态码，那么当前激活的刹车程序将变为200。

1.1.2报警程序

状态码是否需要输出报警，报警程序定义再。到200之间，“0”表达不需要输出报警，“200”

表达最严重的报警。

1.1.3偏航程序

偏航程序可以定义在数字。到240之间。这里“0”表达偏航没有改变，“240”表达所有的

偏航锁定。当更多的状态玛在同一时间是激活的时候，拥有更高级偏航程序号码的状态码是

激活的。

1.1.4复位程序

能复位在状态码菜单中所有的激活状态码。

状态码名称：设定的刹车反复报警偏航复位复位

、i*e工口4珏岸•丝织.砒府.

Z'J:ResetReset

No.Text理中

delayP»gcodeprgprgprgdelay

0SyotemOK0»10030A100$

5VibrAtion0s200200240MS00s

7Turbineiooerviced1$60050M8005

10Safetychainopen0s200200240ASO10s

11Stopviacomniunica.0*52030R100s

13ManualaZopOs60030M100s

16Emer.otopcont.panel0»2000240M800s

23Repeatingerror0s5220030M800s

26Manualoperation0s000A105«

29Newprogram0»2000240Nf800s

30Nacelletemp.55000A101$

31Nacelletemp.etop5s5200ASO1h

38Alarmcallteot0»0100RI04

39DivioionbyNero0s200200240MS00s

40ParametercraohOs200200240M800$

42In^ern&lb&ttorylow10s0500M800s

43Internaltemp.high10s521000A8060$

45MainCtrl.Supply0s1805050A1030$

47Supply156/1570s200234/24200240A101s

48Supply248/2490»200234/24200240A101s

49In€ernAl15Voupply0.5s200234/24200240A100s

50Slavewatchdog0sISO20030M100s

1.2状态码因素分析

Statuscode0:System0K（系统正常）

风机准备运营

Statuscode5:Vibration（振动）

传感器检测到机舱振功过大。将会引起系统严重故障。风机需要检修维护。

•Statuscode7:Turbineisserv