风机控制系统发展现状

   2023-04-13 工业品商城60
核心提示:从未来的发展态势来看,风电产业将迎来至少十年的黄金发展期。 从全球范围看,为解决能源短缺和环境污染问题,美国、德国等工业发达国家都将大规模开发风电作为主要解决方案。 在我国也是如此。 2008年底,风电装机1215万千瓦,仅占我国电力总装机的1.5%。 预计到2020年这一比例将达到10%左右,即到2020年风电装机容量将达

从未来的发展态势来看,风电产业将迎来至少十年的黄金发展期。 从全球范围看,为解决能源短缺和环境污染问题,美国、德国等工业发达国家都将大规模开发风电作为主要解决方案。 在我国也是如此。  2008年底,风电装机1215万千瓦,仅占我国电力总装机的1.5%。 预计到2020年这一比例将达到10%左右,即到2020年风电装机容量将达到1.4亿千瓦,这是一个非常可观的数字。 这表明,从宏观形势来看,风电产业大发展的高潮确实已经到来。

风电机组控制系统是风电机组的重要组成部分。 它承担着风电机组监测、自动调节、最大限度捕获风能和良好的电网兼容性等重要任务。 它主要由监控系统、主控系统、变桨控制系统和变频系统(frequency converter)几部分组成。 各部分主要功能如下: 监控系统(SCADA):监控系统实现对整个风场风机状态的监控和启停运行,包括大型监控软件和完整的通讯 网络。 主控系统:主控系统是风机控制系统的主体。 实现了自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解耦、故障自动停机、电缆自动放线、自动记录和监测等重要控制和保护功能。 它的三个主要对外接口系统是监控系统、变桨控制系统和变频系统(变频器)。 与监控系统接口完成风机实时数据和统计数据的交换,与变桨控制系统接口完成叶片的控制。 实现最大风能捕获和恒速运行,并与变频系统(变频器)接口,实现有功功率和无功功率的自动调节。

 变桨控制系统:与主控系统配合,通过对叶片变桨角的控制,实现风能的最大捕获和恒速运行,提高了风电机组的运行灵活性。 目前,变桨系统的叶片驱动有液压和电动两种方式,在电驱动方式上有交流电机和直流电机两种不同的方案。 采用哪种方式主要取决于厂家多年来形成的技术路线和传统。

变频系统(frequency converter):与主控系统接口,连接发电机和电网,直接承担保障供电质量、提高功率因数、满足电网兼容标准等重要功能。

从我国目前的情况来看,风电机组控制系统上述部件的自营规模还相当不理想。 到目前为止,对外资品牌的依赖度还是比较大的,仍然是风电设备制造行业最薄弱的环节。 风力发电机的其他部件,包括叶片、齿轮箱、发电机、轴承等核心部件,已基本实现国产化(尽管质量水平和运行条件不尽如人意)。 造成这种情况的主要原因是:
     (1)我国在该技术领域起步较晚,尤其是兆瓦级以上大功率机组变速恒频控制技术的研究,是近几年的事情,比世界先进国家落后20年 先进的风扇技术时间。 如上所述,我国风电制造业是从2005年开始的最近四年才快速发展起来的。为了快速抢占市场,国内主要风电机组制造商都致力于扩大生产规模,无力应对诸如此类的技术问题 控制系统。 高端产品是自主研发的,因此大多直接采购产品或引进国外公司的技术,如MITA、Windtec。
     (2)就风机控制系统本身的要求而言,确实有其特殊性和复杂性。 在硬件方面,风扇控制系统与风扇一起安装在接近自然的环境中。 它工作在振动大、温度变化范围大、电磁干扰强等复杂条件下,因此其硬件要求高于一般系统。 很多。 在软件方面,要实现风机的完全自动控制,必须有一套完善的与之相适应的控制软件。 主控系统、变桨系统和变频器需要协同工作,实现低风速下最大风能捕获、中等风速下恒速运行、高风速下恒频恒功率运行。 在几个主要部件中有一套先进而复杂的控制算法。 国内企业完全自主掌握,确实需要一定的时间。

 
 
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