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风力发电机组的基本控制要求

控制系统是风力发电机组的大脑指挥中心，它的安全运行保证了整个机组的

安全运行。通常，风力发电机组运行所涉及的内容相当广泛，就运行工况而言，

包括启动、停机、功率调解、变速控制和事故处理等方面的内容。

一、风力发电机组的控制思想

风力发电机组的控制思想是以安全运行控制技术要求为主，控制系统应以主

动或被动的方式控制机组的运行，使机组运行在安全允许的规定范围内，且各项

参数保持在正常工作范围内。控制系统可以控制的功能和参数包括功率极限、风

轮转速、电气负载的连接、启动及停机过程、电网或负载丢失时的停机、纽缆限

制、机舱时风、运行时电量和温度参数的限制。

保护环节以失效保护为原则进行设计，当控制失败后，受内部或外部故障影

响，导致机组不能正常运行时，安全保护装置工作，保护风力发电机组处于安全

状态。在超速、发电机过载或故障、过振动、电网或负载丢失、脱网时停机失败

等情况下，系统自动执行保护功能。保护环节为多级安全链互锁，在控制过程中

具有逻辑“与”的功能，而在达到控制目标方面，可实现逻辑“或”的结果。此

外，机组还应配备防雷装置，对主电路和控制电路分别进行防雷保护。控制线路

中每一电源和信号输入端均设有防高压元件，主控柜能良好地接地并提供简单有

效的疏雷通道。

二、风力发电机组安全运行的条件

1.风力发电机组安全运行的必备条件

（1）风力发电机组的开关出线侧相序必须与并网电网相序一致，与电网电

压标称值相等，三相电压平衡。

（2）风力发电机组安全链系统硬件运行正常。

（3）调向系统处于正常状态，风速仪和风向标处于正常运行状态。

（4）制动和控制系统液压装置的油压、油温和油位在规定范围内。

（5）齿轮箱的油位和油温在规定范围内。

（6）保护装置在正常位置，且保护值与规定值相符。

（7）控制电源处于接通位置。

（8）监控系统显示正常运行状态。

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（9）在寒冷和潮湿地区，停止运行一个月以上的风力发电机组投入运行前

应检查绝缘装置，合格后方能启动。

（10）经维修的风力发电机组在投入启动前，应办理工作票终结手续。

2.风力发电机组工作参数的安全运行范围

（1）风速。自然界风的变化是随机的，通常，当风速在3～25m/s的安全运

行范围时，只对风力发电机组的发电有影响；当风速变化率较大且风速超过

25m/s以上时，则会对机组的安全性产生威胁。

（2）转速。风力发电机组的风轮转速通常低于40r/min，发电机的最高转速

不超过额定转速的30%，不同型号的机组数值不同。当风力发电机组超速时，机

组的安全性将受到严重威胁。

（3）功率。当风力发电机组低于额定风速下运行时，不作功率调节控制；

当风力发电机组在高于额定风速下运行时，才作限制最大功率的控制。通常，安

全运行最大功率不超过设计值的20%。

（4）温度。风力发电机组的运行将会引起各部件的温升，通常，控制器环

境温度应为0～30℃，齿轮箱油温低于120℃，发电机温度低于150℃，传动等

环节温度低于70℃。

（5）电压。发电电压的允许波动范围为设计值的10%以内，当瞬间值超过额

定值30%时，视为系统故障。

（6）频率。发电频率应限制在（50±1）Hz，否则视为系统故障。

（7）压力。机组的许多执行机构由液压执行机构完成，所以必须监控各