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变速恒频风电机组电控系统 中国科学院电工研究所 李亚西 Tel:010 Fax:010 E_mail: lyx@mail.iee.ac.cn 变速变桨风电机组的优势 1：将传统的刚性系统转化为柔性系统 2：最大限度利用风能 3：提高发电电能质量 4：减少噪音 5：变速运行有利于变桨控制 变速控制的基本原理 1：发电机的基本原理 2：发电机控制的基本原理 3：发电机的控制方式 4：双馈发电机控制的本质 5：亚同步和超同步运行状态 6：双馈发电机的并网控制 发电机的基本原理 1：感应发电机 2：双馈式发电机 3：永磁同步发电机 发电机控制的基本原理 1：让发电机能发电 a:励磁 b:能量 2：让发电机发的电能可控 发电机的控制方式 1：感应发电机：并网控制。 2：双馈式发电机：a:交交变频控制 b:交直交变频控制 c:矩阵变换器控制 3：永磁同步发电机：交直交变频控制 双馈发电机控制的本质 1：必须保持发电机的气隙磁链的稳定 2：电流控制 3：发电机转子的转速和位置测量 4：转子电流的检测 亚同步和超同步运行状态 1：以同步速为分界点 2：以转子侧变频器输入或输出功率为特点 双馈发电机的并网控制 1：并网的条件 电压：幅值，频率，相位 2：并网的控制 亚同步下：转子励磁控制 定子电压检测，电网电压检测 AK9201的内部结构及运行 AK9201的各种检测及其功能 1：电路图资料中有的： 变频器输入电压（rotor voltage）VRR,VRS,VRT 定子输出电压 (stator voltage) VER,VES,VET 电网电压(main voltage)VGL1,VGL2 定子电流(stator current)IER1,IER2,IES1,IES2 转子转速和位置信号(encoder)EN1,2,3,4,5,6 2：电路图资料中没有的： 变频器输入电流 直流母线电压 变频器输出电流（转子电流） AK9201的主要元器件及其功能 1：IGBT (insulated gate bipolar transistor) 2：稳压电容，吸收电容 3：升压电感，滤波电感 AK9081的PWM输出信号及相关故障信号 1：该信号线是AK9081左下角的两排细线 2：功能：驱动IGBT以及反馈故障信号 3：该信号对外界干扰十分敏感 G42风力发电机组的通讯 1：顶部控制器和底部控制器之间的通讯 BN6020---AK9063---AK9081 FO1,F02(黄，橙) 2：底部控制器和远程通讯模块之间的通讯 AK9081---AK9065 FO3,FO4,FO5 3：远程通讯 AK9065---AK9065 x3,x4:来自上一台风机； x1,x2:去下一台风机 G42的并网和脱网控制 一：并网顺序 1：当转速达到1100rpm，网侧变频器 开始工作。 2：当转速达到1275rpm，转子侧变频 器开始工作。 二：并网条件 当发电机定子电压与电网电压的幅值，频率，相位都相同时，K52E闭合，完成并网。 G42的并网和脱网控制 三：脱网控制 1：急停状态下 立即脱网 2：暂停或停止状态下 首先，将发电机的输出功率逐步减少，并降低转速，当发电机转速低于1275rpm后K52E断开。 3：正常状态下 当发电机转速低于1200rpm后， K52E断开并停止转子侧变频器。 A:转速上升到1275rpm后，启动转子侧变频器。 B:转速下降到1100rpm后，关闭网侧变频器。 Crowbar的结构，功能及故障 一：Crowbar的结构 Crowbar的结构，功能及故障 二： Crowbar的功能 1：当直流电压过大时 2：当转子电流过大时 3：当转子电压过大时 Crowbar的结构，功能及故障 三： Crowbar的故障 Crowbar最常出现的警告是：CROWBAR SUPPLY FAIL 它的标准是：The digital input 17 is not active one second after checking