风力发电机组的控制与安全系统详细内容介绍

　　2.1. 变速恒频风力发电机的并网运行
　　变速恒频风电系统的一个重要优点是可以使风力发电机组在很大风速范围内按最佳效率运行。从风力发电机组的运行原理分析，要求风力发电机组的转速正比于风速变化，并保持一个恒定的最佳叶尖速比，从而使风力发电机组的风能利用系数Cp保持最大值不变，风力发电机组输出最大的功率。因此，对变速恒频风力发电系统的要求，除了能够稳定可靠地并网运行之外，最重要的一点就是要实现最大功率输出控制。
　　2.2. 同步发电机交/直/交系统的并网运行
　　这种系统与电网并联运行的特点是：
　　(1). 于采用频率变换装置进行输出控制，所以并网时没有电流冲击，对系统几乎没有影响。
　　(2). 为采用交/直/交转换方式，同步发电机的工作频率与电网频率是彼此独立的，风轮及发电机的转速可以变化，不必担心发生同步发电机直接并网运行时可能出现的失步问题。
　　(3). 由于频率变换装置采用静态自励式逆变器，虽然可以调节无功功率，但有高频电流流向电网。
　　(4). 在风电系统中采用阻抗匹配和功率跟踪反馈来调节输出负荷可使风力发电机组组按最佳效率运行，向电网输送更多的电能。
　　2.3. 双馈发电机系统的并网运行
　　双馈发电机定子三相绕组直接与电网相联，转子绕组经交'交循环变流器联入电网。这种系统并网运行的特点是：
　　(1). 风力机起动后带动发电机至接近同步转速时，由循环变流器控制进行电压匹配、同步和相位控制，以便迅速地并入电网，并网时基本上无电流冲击。对于无初始起动转矩的风力发电机组（如达里厄型风力发电机组），风力发电机组在静止状态下的起动可由双馈电机运行于电动机工况来实现。
　　(2). 风力发电机的转速可随风速及负荷的变化及时做出相应的调整，使风力发电机组以最佳叶尖速比运行，产生最大的电能输出。
　　(3). 双馈发电机励磁可调量有三个，即励磁电流的频率、幅值和相位。调节励磁电流的频率，保证风力发电机在变速运行的情况下发出恒定频率的电力；通过改变励磁电流的幅值和相位，可达到调节输出有功功率和无功功率的目的。当转子电流相位改变时，由转子电流产生的转子磁场在电机气隙空间的位置有一个位移，从而改变了双馈电机定子电势与电网电压向量的相对位置，也即改变了电机的功率角，所以调节励磁不仅可以调节无功功率，也可以调节有功功率。
　　3. 风力发电机组组现场数据采集结构原理
　　3.1. 电量信号
　　（1）、电压、电流 :测量信号范围宽 ，要求有较好的线性度 ;测量信号谐波丰富 ，频谱特性复杂 ;电压、电流信号为矢量信号 ，暂态反应速度应低于 0.02 s，精度高于 0 .5级。
　　（2）、功率因数 :影响风机出力计量和补偿电容投入容量 ，要求较高精度。
　　（3）、电网频率 :一般在工频附近 ，精度要求± 0.1 Hz，反应速度快。
　　（4）、在风力发电机或主电路元件故障及电网发生危及风力发电机运行的异常状态时作为微机保护的判据。
　　（5）、作为风力发电机组发电量统计、风机性能评估、状态显示的重要参数。以及超功率和低功率时作为风机退出运行判据。同时 ，也作为就地电容补偿投切重要判据。
　　3.2. 温度信号
　　3.3. 风向
　　风机对风向的测量由风向标实现。风向瞬时波动频繁 ，幅度不大。风机为主动对风设计 ，当风向发生变化时，由偏航机构根据风向标信号带动机头随风转动 ，对风向的测量不要求具体位置。风机对风向的测量由风向标来完成。
　　3.4. 开关信号