风电控制系统架构与核心解析

风电系统核心控制解析

　　风电控制系统架构涉及多个关键组件，如现场风力发电机组控制单元、高速环形冗余光纤以太网以及远程上位机操作员站等。其中，现场风力发电机组控制单元作为核心，负责**参数、自动发电及设备保护；每台风机还配备HMI人机接口，便于现场操作、调试与维护。高速环形冗余光纤以太网作为数据传输的“高速路”，确保实时数据传递至上位机界面；上位机操作员站则作为风电场运行**的“大脑”，具备全面状态**、参数报警及数据记录显示等功能，操作员可在控制室内全面**风场所有机组的运行状态。

　　风力发电机组控制单元（WPCU）是每台风机的“大脑”，分布在其塔筒和机舱内。鉴于现场运行环境的严苛性，对控制系统的可靠性要求极高。风电控制系统专为大型风电场设计，具备出色的环境适应性和抗电磁干扰能力。其系统结构主要包括塔座主控制器、机舱控制站、变桨距系统、变流器系统、现场触摸屏站、以太网交换机、现场总线通讯网络、UPS电源和紧急停机后备系统等。

　　系统核心部件解析：

　　1. 塔座控制站：主控制器机柜是设备控制的核心，硬件采用32位处理器，软件运行强实时性操作系统，通过现场总线与机舱控制器、变桨距系统和变流器系统实时通讯，确保机组*佳状态。

　　2. 机舱控制站：采集传感器信号，通过现场总线与主控制器通讯，实现偏航、解缆等功能，并控制辅助电机、油泵、风扇等，确保机组*佳工作状态。皖南电机

　　3. 变桨距系统：采用液压或电动变桨系统，通过CANOPEN与主控制器通讯，调节叶片桨距，保证*佳状态，并具备后备电源和安全链保护。

　　4. 变流器系统：通过现场总线与主控制器通讯，实现机组转速、有功功率和无功功率的调节。

　　5. 现场触摸屏站：实现就地操作、设备调试、维护等功能，是现场上位机操作员站。

　　6. 以太网交换机（HUB）：连接单台机组控制器、现场触摸屏和远端控制中心网络。

　　7. 现场通讯网络：主控制器具备多种现场总线接口，可根据需求配置。

　　8. UPS电源：确保系统在外部电源断电时，为机组控制系统、危急保护系统及相关执行单元供电。

　　9. 后备危急安全链系统：独立于计算机系统，确保在控制系统异常时，安全链仍能正常动作，*大限度地保证机组安全。

　　上位机**软件功能：

　　1. 友好的控制界面，使用汉语菜单，操作简便。安徽皖南电机

　　2. 显示各台机组运行数据，如瞬时发电功率、累计发电量、转速、风速、风向等。

　　3. 显示各风电机组运行状态，如开机、停车、调向、手/自动控制等。皖南电机价格表

　　4. 及时显示各机组运行过程中发生的故障，便于及时处理。

　　5. 实现集中控制，值班员在集中控制室内可对下位机进行设置和控制。

　　6. 系统管理，具有运行数据定时打印、人工即时打印和故障自动记录等功能。

　　风电控制系统基本功能：

　　1. 数据采集（DAS）：采集电网、气象、机组参数，实现控制、报警、记录、曲线等功能。

　　2. 机组控制：自动启动机组、并网控制、转速控制、功率控制、无功补偿控制、自动对风控制、解缆控制、自动脱网、安全停机控制等。

　　3. 远程**系统：机组参数、相关设备状态**，历史和实时曲线功能，机组运行状况累计监测等。

　　目前技术状态及对策：

　　我厂已拥有发电机技术，变流系统正在研发中。为快速进入市场，应采取自主研发和技术引进的双管齐下策略。国内已有厂家如南京科远自动化集团股份有限公司等拥有此项技术，北京景新也在1MW机组上进行了试运行。安徽皖南电机

　　结束语：

　　当前风力发电主要方向包括：

　　1. 陆地风力发电机组采用1.5/2M双馈异步发电机组。

　　2. 离岸风力发电机组采用4/5M永磁同步全馈发电机组。

　　3. 建设大型或超大型的风力电场。

　　4. 风力机组控制系统具备防电压穿透功能。皖南电机

　　5. 风力发电机组在在线发电时可调节功率因数，在不发电时也可进行无功补偿，净化电网。