双速电机软并网型风力发电机组控制系统的研制DevelopmentSoft.pdf

中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文集 双速电机软并网型风力发电机组控制系统的研制 胡维昊 贾要勤 裴云庆 王兆安 西安交通大学，西安 710049 摘 要 本文介绍了双速电机软并网型风力发电机组控制系统的构成和特点。系统采用双向晶闸管的 软切入法，使双速异步发电机并网。这种软并网可以实现一个平稳的并网过渡过程而不会出现冲击电流。 本控制系统采用了可编程逻辑控制器（PLC ）、触摸屏和工业控制计算机等设备，实现了风力发电机组的自 动起动、自动进行高低速电机之间的切换、自动保护等功能，使该风力发电机组能够在长期无人值守情况 下安全运行。 关键词 双速电机；双向晶闸管；风力发电机组；控制系统 Development of Soft Cut-In Wind Turbine Control System Using a Dual Speed Generator HU Wei-hao, JIA Yao-qin, PEI Yun-qing, WANG Zhao-an Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China Abstract ：The paper introduces the structure and characteristic of soft cut-in wind turbine control system using a dual speed asynchronous generator. The system use soft cut-in method based on bidirectional thyristor. This method can realize a smooth start process without concussive current. The control system can automatically start and switch between the two speed of the Generator and automatically protected by using Programmable Logic Controller (PLC), touch panel and industry control computer. Keywords ：dual speed generator; bidirectional thyristor; wind turbine 1．引言 由风机、齿轮箱、双速异步发电机、并网控制单元、 能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧 无功功率控制单元、PLC 、触摸屏和工控机构成。 迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅 资源有限，而且会造成严重的大气污染。因此，对可 再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用，已 经受到世界各国的高度重视[1,2] 。在中大功率（数十千 瓦至数百千瓦级）风力发电系统中，发电机一般采用 双速异步电机，这一方案不仅解决了低功率时发电机 的效率问题，而且改善了低风速时的叶尖比，提高了 [3] 风能利用系数并降低了运行噪声 。 但是，风力发电机组一般要求在长期无人值守的 情况下能够稳定的工作。这就对风力发电机组的控制 系统提出了很高的要求。本装置采用了可编程逻辑控 制器（PLC ）、触摸屏和工业控制计算机等设备，实现 了风力发电机组的自动起动、自动进行高低速电机之 间的切换、自动保护等功能。 图 1 55kW 风力发电机组的结构简图 2 ．风力发电机组的结构和特点