基于PLC的变速恒频风力发电机控制系统设计.PDF

圃围四匣团哩 仿囊 ，毽罐 ICADICAMICAEICAPP 基于PLC的变速恒频风力发电机控制系统设计 刘朝杰 ，‘李小孟 ：。 陶学恒 z． 刘勇 ：， 张书策 2 (1．大连华锐重工集团股份有限公司，辽宁 大连 116013；2．大连工业大学 机械工程与 自动化学院，辽宁大连 116034) ControlSystem Design ofVSCFW indTurbineBasedonPLC LIUChaojie。LIXiaomeng， TAOXueheng2， LIUYong2。 ZHANGShuce (1．DaliiihHuamiHeaw IndustryGroupCo．，Ltd．，Dalian116013，China； 2．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，DalianPolytechnicUniversity，Dalian 116034，China) Abstract：Based on the workingprincipleofthe doubly—fed asynchronousVSCF wind turbine．the t~asible control strategiesaboutthestartupprocess，speedcontrol，pitchcontrolandotherpartsareanalyzed．Andacontrolsyslem basedon PLC iSdesigned．TheSiemensS7—1214C PLC andPCaretakenasthecorehardwareequipraentofthecontrolSVSIell1．By using reasonable software design，the controltargetthatincludesautomatic startup，tracking the optimalpower -‘OlWe． constantpoweroutputatultra—highwindconditionS，areachieved．Thewindturbinerunssafelyan(1steadily，an({llashigh powergenerationefficiency． Keywords：variablespeedconstantrfequency；windpowergeneration；PLC 0 引 言 双馈式异步变速恒频风力发电机主要 由叶轮、增速 风力发 电行业高速发展，风力发 电技术也不断提高。 箱、双馈异步发 电机、变桨系统 、偏航装置 、冷却系统、并 在风力发电技术 的发展过程中，控制技术始终起着主导作 网电路 以及控制系统等部分组成。叶轮是吸收风能并将 用，并且随着风力发电技术的发展，其重要性更加突出I1]。 其转换成机械能的部件，风 以一定的速度和攻角作用在 最近几年 ，进入风力发电领域的变速恒频风力发电机组 桨叶上，使桨叶产生旋转力矩而转动，将风能转换成机械 已成为风力发电的主流机型，其主要特点是在变桨距风 能。叶轮通过增速齿轮箱带动发电机 。偏航装置和变桨系 力发 电机组的基础 E采用了转速可以在大范围变化的双 统分别实现发电过程中的对风和桨距角调节功能 。。 馈式异步发电机及相应的电力电子技术，通过对最佳叶 2 控制系统组成 尖速比的跟踪，使得风力发电机组在所有的风速下均可 控制系统是风力发电机组实现安全可靠运行以及获 获得最佳的功率输出12。。 得高发电率的关键，实现如偏航 、齿轮箱 、发 电机、 轴、 本文基于双馈式异步变速恒频风力发 电机机型，以 制动系统和变流系统等各大部件在不同T况条件下的协 西门子PLC为控制核心，结合组态上位机完成了风力发 调控制 以及在故障情况下的报警和保护。 电机的控制系统设计。