风电文献综述报告

第一篇：风电文献综述报告

文献综述报告

（2015届本科）

学 院：工程学院

专 业：电气工程及其自动化

班 级：电气2班

姓 名：张越

学 号：1127226

指导教师：谢嘉

2015年月 小型风力发电系统研究与设计

前言：

随着近年来地球温室效应加重，传统化石燃料供应愈发紧张，人们开始进行新能源的寻找和开发。而风能作为一种无污染的可再生能源，其利用简单、取之不尽用之不竭的特点使其在新能源领域脱颖而出。据研究，如果全球风能总量的1%被利用，那么世界3%的能源就可以被节省下来。风能的利用在未来也许会取代传统化石燃料以及核能等能源方式。世界各国均把风力发电作为应对能源短缺、大气污染、节能减排等问题的有效解决措施。而小型发电系统在日常生活中如何应用也受到越来越多的关注。风力发电研究的背景和意义

风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。清洁、高效成为能源生产和消费的主流，世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。从 20 世纪 90 年代开始，世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气，而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术，而中国是风能资源较丰富的国家，更需要开发利用风电技术。技术创新使风电技术日益成熟。目前，在发达国家风电的年装机容量以 35.7%高速度增长。一个重要原因是各国积极以科学的发展观，采取技术创新，使风电技术日益成熟。目前单机容量 50kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平，并成为当前世界风力发电的主力机型，兆瓦级的机组也已经开发出来，并投入生产试运行。同时，在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料，风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术，有效地提高风力发电总体设计能力和水平，而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。技术进步使风电成本具有市场竞争能力。长期以来，人们以风电电价高于火电电价为由，一直忽视风电作为清洁能源对于能源短缺和环境保护的意义，忽视了风电作为一项高新技术产业而将带来的巨大前景。近10 年来，风电的电价呈快速下降的趋势，并且日趋接近常规发电的成本。世界风力发电能力每增加一倍，成本就下降 15%。按照这一规律计算，近几年的风电增长率一直保持在 30%以上，这就意味着每隔 30 个月左右，成本就会下降 15%。风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面，近两年中国出现大面积的缺电，风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。风电的诸多优势中，一个重要特点是风电上马快，不像火电、水电的建设需要按年来计算，风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算，即风场是可以在短时间内完成的。世界风电正在以 33%甚至在部分国家以 60%以上的增速发展，我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。世界风电发展现状

进入 21 世纪，全球可再生能源也在不断发展，而在可再生能源中风能始终保持最快的增长态势，并成为继石油燃料、化工燃料之后的核心能源，目前世界风能发电厂以每年 32%的增长速度在发展，2008 年初，全球风力发电机容量达 5000 万MW。由此可见，风电正在以超出预期的发展速度不断增长。如今在全球的风能发展中，欧洲风能发电的发展速度很快，预计 15 年之后欧洲人口的一半将会使用风电。欧洲是目前全世界风力发电发展速度最快，同时也是风电装机最多的地区。2007年底欧洲地区累计风电装机容量为 2930 万千瓦，约占全球风电总装机容量的 73%。尽管 2007 年欧洲风电装机增长幅度有所放缓，年增幅由 2006 年的 35%降为 23%，不过随着一些欧洲国家海上风电项目的发展，预计欧洲地区风电装机仍将维持快速增长的势头。美洲地区风电装机容量达 690 万千瓦，占全球风电总装机的 17%。亚洲地区风力发电与美欧相比还比较缓慢，除印度一支独秀以外，其它国家风电装机容量均很小。风电累计装机容量居前五位(到 2003 年底)的国家依次是：德国(14612 MW)、西班牙(6420 MW)、美国(6361 MW)、丹麦(307 MW)和印度(2120 MW)。

到 2007 年底，全球风力发电装机容量已突破四千万千瓦，风力发电占全球电力供应的 0.5%。2007 年全球新增风电装机容量便超过 830 万千瓦，而过去 5 年来全球风电装机容量年均增长速度超过 26.3%。目前全世界风电工业规模约为 120 亿美元，预计到2020 年可望达到 1200 亿美元。

在欧洲，德国的风电发展处于领先地位。在近期德国制定的风电发展长远规划中指出到 2025 年风电要实现占电力总用量的 25%，到 2050 年实现占总用量的 50%的目标。其中丹麦风能产业年营业额在 30 亿欧元左右，并网发电机组达 312 万千瓦，风能发电量占全国电力总量的 22%，居全球首位；而在该国的西北部地区，这个比例甚至已经达到 100%，预计 2030 年，丹麦全国 40%的电力都将来自风能。

同时亚洲的风电也保持较快的发展势头，印度则是发展中国家的典型。2006 年印度风力发电装机容量达 298.5 万千瓦，位居全球第五，而且建立了风电设备产业，能生产70%的风机零部件及 1000 千瓦以上级别的风机整机，风机及部件出口欧美。印度政府积极推动风能的发展，鼓励大型企业进行投资发展风电，并实施优惠政策激励风能制造基地，目前印度已经成为世界第 5 大风电生产国。

丹麦 BTM 咨询公司 2005 年 5 月所做的市场预测报告称，全球 2005 年至 2009 年新安装机组容量年平均增长率为 16.6%；预计 2009 年的增长率高达 26%，这么高的预期值是因为美国市场和亚洲主要市场的增长；2009 年之后预计 2010-2014 年的年增长率为10.4%。

随着全球风能的快速发展，风能将会成为 21 世纪全球经济发展所需的重要能源。同时我们相信其他可再生能源也将会持续发展并得到充分利用，以满足人类对能源的不断增长的需求。我国风电发展现状

中国陆地 10 米高度层实际可开发的风能储量为 2.53 亿千瓦，风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上。考虑到近海风能，总储量应该不止 2.53 亿千瓦。风电项目通常要求年利用小时数高过2000 小时，目前中国已经建成的风电场平均利用小时约 2300 小时，主要位于“三北”地区(西北、东北和华北)及东南沿海。2003 年底，我国并网风电投产规模最大的省份依次为：辽宁(22.3%)、新疆(18.2%)、内蒙古(15.7%)、广东(15.2%)、浙江(5.9%)等。中国风电真正开始有较大规模的发展是从 1996 年、1997 年开始的。截至 2004 年底，中国有43 家风电场，安装 1291 台风力发电机组，并网风力发电装机容量为 76 万千瓦，名列世界第十，亚洲第三。由于化石能源(石油、煤炭等)价格上涨、供电形势紧张、国家政策鼓励等原因，近年来我国风电建设再次加速。2004 年全国在建、拟建项目的装机容量约 150 万千瓦，其中正在施工的约 42万千瓦，可研批复的 68 万千瓦，项目建议书批复的 45 万千瓦；其中，包括 5 个 10 万千瓦特许权项目。类似的特许权项目，国家还将陆续推出 20 余个。

由于发展时间尚短，我国风力发电存在一些不足。目前，我国尚未建立风资源数据库，现有的全国风资源分布图很粗，无法满足现在风电场选址的要求，迫切需要进一步细化。我国海岸线较长，发展海上风电场也是一个方向，但目前我国尚未进行近海风资源调查。我国对风资源的测量和分析方法不够完善，尤其是对复杂地形，在选择测风点和风资源分析方面缺少先进的技术和经验。风电场优化设计方面技术比较落后，缺乏先进的工具和系统的方法。我国风电场的运行和维护水平与国外风电场及国内火电生产和运行相比，也有明显的差距，缺乏对运行过程中出现的问题的详细记录和分析。2002年，中国电科院的调查发现，我国很多风电场建成后实际年均发电量比预测值低20－30%，极少数风电场甚至低达 40%；很多风电场的年平均容量系数只有 0.21－0.24(年利用小时数 1840－2100)，少于 0.3 的期望值。原因之一即是筹建前的测量与评估时存在问题。有的是因为在测风阶段重视不够，还有的是因为目前风能分析软件依赖进口，国外地形、气候与中国有一定差异。

虽然技术上存在着差距,但是经过一些年的迅猛发展,也取得了一定成效我国陆续研制出兆瓦级风力发电机组,并且成功在风场运行发电,海上风力发电机的研发也在有条不紊地进行。不仅大型风力发电机发展趋势好,小型风力发电机也得到了迅猛发展。由我国自行研制开发的小型风力发电机组具有启动风速低、低速性能好、限速可靠、具有较宽的工作范围,而且成本低,价格便宜,可在我国广大地区使用。目前,广大农牧区内的用户已经可以通过小型风力发电机组看电视和照明。一些边防岛均上以前用柴油发电机的用户,也逐渐改变用小型风力发电机发电。此外,公园、别壁庭院、高速公路旁、江边等地方,也都安装了小型风力发电机组,作为一道道亮丽的风景,供人们欣赏。小型风力发电机简介

风力发电机种类很多,但总的来说可以分为两类。一类是水平轴风力发电机,即风轮的旋转轴与风向平行。大多这类风力发电机配备有偏航装置,使得风机机船能根据需要来转动。其中,小型风力发电机一般依靠尾舵被动对风,而大型风力发电机一般通过风向传感器以及电动机来实现主动对风。另一类是垂直轴风力发电机,即风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向。这类风力发电机无需对风,相对于水平轴风力发电机,这是一大优点,它还有着结构设计简单等等优点。

风力发电机组由运行方式主要分为两类。一类是独立式风力发电机组,即发电机发出的电能不并网,而通过蓄电池储存起来,负载直接从蓄电池中用电。当风速很小或为零时,蓄电池还负责向风力发电机供电,保持控制系统正常的运行。这种风力发电机组的单机容量很小,这一类风机一般使用在用电量很小的场合,或者混合其他能源形成互补供电系统。另一类是并网型风力发电机组,它们和电网并联运行,即使把发出的洁净能源送到电网上去,是一种相当经济的模式。当风速很小或为零时,风机从电网得电来保持控制系统的正常运行。目前大型风力发电机多采用这种运行方式,既可以单台并网,也可以上百台组成风力发电厂并网,成为电网的常规能源。并网型风力发电机组中有时还附带蓄电池,这样使得风力发电机组更加灵活,当电网故障掉电的时候,也能通过蓄电池供电保证风力发电机组的正常运行。并网型风力发电机组的整体框图如图所示

图4-1并网型风力发电机组的整体框图

图中,箭头表示电能的流动方向。电网正常情况下,风机主发电机发出的电能,经过变流器,最后传送到电网上。变流器的控制能源一直由电网提供,变流器控制器和电网之间接有一个AC/DC转换器,能够将电网的电能转换成24V直流电,以供变流控制器工作,当风力不足以发电时,变流器不但不能给电网输送电能,反而要消耗电网电能,因此,长时间检测到风速过低时,要停止变流器工作,以减少功耗。蓄电池一直由电网充电,保证其蓄能满,从而保证控制系统的控制电能稳定。当电网出现故障的时候,变流器不工作,控制系统的电能由蓄电池保证。显而易见,这种类型的风机机组更加安全和灵活。因此,这种类型的风机机组目前用的更多。本文所研究的小型风力发电机就是这种类型的机组。

风力主发电机的控制技术主要分为两种,即恒速控制和变速控制。恒速控制出现的比较早,早期的风机大多釆用这种控制方式,顾名思义,恒速控制即保持风机的转速不变,这意味着无论风速怎么变,风力发电机的转子速度是固定的,并且决定于电网的频率,齿轮比和电机的设计。恒速控制的风机配备了感应发电机(鼠笼式和绕线转子)直接连接到电网,伴随着软起动器和一个减少无功功率补偿的电容器。恒速控制的风机被设计出来在一个特定的风速达到最大的效率。为了提高电力生产,一些恒速控制风机的发电机有两个绕组:一个用于低风速(通常是8极),另一个用于中等风速和高风速(通常4-6极)。恒速控制的风机有着简单,安全和可靠的优点,这是能被多年地实践应用证明的。同时电气部分成本部分低。它的缺点包括无功功率消耗无法控制,机械应力的问题和有限的电能质量控制。由于风机恒速控制,所有风速波动会被传播成机械转矩的波动,最后转换为电网上电能的波动。对于弱电网,电力波动会导致大的电压波动,这极其不利。由于发电机输出的电能没有经过变流器,而直接并网,为保证输出电能的频率和电网的频率一样固定不变,由公式f=n p/60(式中,f为主发电机输出电能的频率,P为电机极对数,n为电机转速)可知,要使主发电机输出电能的频率不变,就要维持主发电机的转速不变。所以,需要调节风力发电机对风能的吸收效率来使主发电机的转速保持不变,这样做就降低了风能的利用效率。

变速控制,即风机的主发电机的转速是受控制变化的,这些年来,变速控制方式已经成为主导的控制方式。变速控制的风机是为了在一定范围的风速内,获得最大的空气动力学效率。伴随着变速操作,风机转速不断变化,以此来适应不断变化的风速,通过这种方式,来保证叶尖速比保持在一个恒定值,这个值是预先设定好的,以保证风机获得最大功率系数。与恒速控制相比,变速控制风机的控制系统比恒速控制风机的更加复杂。它通常配有一个感应或同步发电机,并且通过变流器连接到电网。变流器控制发电机转速,风速变化时,风机改变发电机的转速来改变功率的吸收。变速控制风力发电机的优点是增加了能量捕获的能力,改善了电能质量和减少了在风机上的机械应力。相对恒速控制,变速控制的缺点就是,采用了更多的组件,增加了设备的成本。变速控制风力发电机类型的引入增加了可用发电机类型的数量,发电机类型和功率转换器类型也可以更加自由的结合。总结

随着全球温室效应加重，气候变暖，化石能源日益枯竭，传统能源方式的弊端逐渐显现。人类在发展的同时，开始重视对环境的保护。而风力发电这种无污染、可再生的能源方式被视为取代化石能源的最有效的方式之一。

对风能的开发与利用慢慢受到重视，风能在转化为电能的过程中，不会产生任何有害气体和废料，不会污染环境，有利于减少二氧化碳等温室气体排放，保护人类赖以生存的地球。同时与太阳能、生物能等可再生能源技术相比，风力发电技术比较成熟、同时成本更低，对环境几乎没有破坏。

风力发电是未来世界电力发展最可能的方式。风电在世界一些国家已经成为了一种主流能源，风力发电是当今世界上发展速度最快的一种资源利用方式。虽然风电场需要占据较多土地资源，但是风力发电机组的基础使用面积不大，不会影响农业和牧业的用地。而且建设风电场所需时间较短，投资规模较小，运行维护简单、成本低。现在随着技术的成熟以及各种科技在风力发电技术中的应用，风力发电越来越可靠以及稳定。而且我国风力资源丰富，且海岸线长，风能储备居世界第一。把风能的利用作为一项基本的能源政策能够帮助实现可持续发展以及解决偏远地区发展的问题。参考文献

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第二篇：风电 风机调试 报告

苏司兰公司调试报告

1、调试范围及主要调试项目：

苏司兰调试人员负责对昌邑二期风电项目的33台风机进行调试工作，主要内容如下：  控制电缆的连接：包含风速仪、机舱灯、航空灯、光纤、滑环加热器及轮毂动缆和控缆等接线，接线时要将电缆整理好

 程序载入： 将程序分别考入主控制模块、SFS模块、变频器，注意更改参数，设好整定值。

 检查所有电控柜的接线情况（此接线在工厂已完成）：包括顶部控制柜、底部控制柜、SFS柜，电容柜，轮毂控制柜。同时还要检查发电机定子输出接线柜，转子输出接线柜，电阻箱，滑环接线盒，碳刷柜接线情况。

 电机基本检查（并非带电测试）：包括接线盒所有线路检查，刹车线圈间隙检查，干燥剂是否取出，端子是否连接牢固，杂物取出等等，其中包括偏航电机、变桨电机、齿轮箱油泵电机、齿轮箱冷却风扇电机，润滑电机，发电机及机舱冷却风扇电机等等。 传感器的安装及调节：包括转子速度传感器、FR传感器、震动传感器、震动测试仪、震动开关、偏航指北传感器、偏航传感器、发电机转速传感器、发电机编码器、轮毂锁传感器、刹车磨损传感器、解缆控制开关等等。其中，传感器与被测物体的间距严格调节为4mm。

 齿轮箱油位及刹车液压站的检查：主要对齿轮箱的油位进行检查，多退少补，同时观察油的质量，并取出固定量油样，之后送交相关机构报检。对刹车液压站也要进行油位油品检查，同时对刹车系统进行手动和电动测试。

 变桨电池的检查： 要求对每块电池进行电压测试，要求为12~13Vdc，确保接线紧固无误，对温控开关进行调节，检查电池盒内的PT-100阻值。

 润滑工作： 包括对发电机轴承、偏航轴承、变桨轴承、主轴承、偏航齿圈、变桨齿圈的润滑工作，同时对所有润滑系统的油管连接部位进行检查，发现漏油情况立即处理。 发电机对中：安装齿轮箱到发电机的联轴器，用激光仪器对二者的同轴度进行精密检测及调整，误差应小于0.07mm，最后打上连接螺栓力矩。

 叶片标定： 要对叶片角度进行调整，通过输入变桨程序，调节叶片编码器，使系统记录当前正确叶片角度。之后测试叶片的动作是否正常，包括断电测试，拍急停测试，-5度测试，CAN Fail测试,时间延时测试。。 所有电机功能测试（此步骤部分需要电网带电测试）：包括偏航电机、变桨电机、齿轮箱油泵电机、齿轮箱冷却风扇电机，润滑电机，发电机及机舱冷却风扇电机等等。 并网元器件测试（此步骤必须电网带电测试）：包括风机手动运转1500转测试、电容测试、发电机并网接触器测试、软启动测试、BYPASS接触器测试、电池电测电压带负载测试、叶片变桨断电测试、风速仪风向标测试等等。

 清理清洁：彻底检查清理轮毂内所有杂物，做好机舱卫生工作，整理好外露的所有电缆接线，多余的用绑扎带固定。

 记录及资料填写：填写调试报告，记录所有重要部件的序列号及所有控制柜的图纸版本号，记录遗留问题，之后及时处理或寻求指导意见。

2、调试目标：

最短的时间内满足客户要求，顺利并网运行

3、调试原则：

本着安全的原则，保证工程进度，保证风机运行顺利。

4、质量目标：

力求风机安全运行无故障，维持以后可利用率达97%以上

5、质量控制措施：

 严格执行图样会审、技术交底等技术管理制度。 搞好宣传教育，提高全体工作人员的质量意识

 调试过程中做好质量记录技术资料的填写、收集、整理、归档工作。

6、调试项目及验收情况：

目前调试正在顺利紧张的进行中，已完成对A回路的基本调试工作，等待电网送电，做最终的并网运行测试。

7、遗留问题及处理措施：

现处于发电机调试过程，不具备某些设备的测试能力，例如偏航系统，变桨系统，以及与并网相关的元器件无法测试，等待电网供电后一起进行。

第三篇：风电基础知识

叶轮

风电场的风力机通常有２片或３片叶片，叶尖速度50～70ｍ／ｓ，具有这样的叶尖速度，3叶片叶轮通常能够提供最佳效率，然而2叶片叶轮仅降低2～3％效率。甚至可以使用单叶片叶轮，它带有平衡的重锤，其效率又降低一些，通常比2叶片叶轮低6％。尽管叶片少了，自然降低了叶片的费用，但这是有代价的。对于外形很均衡的叶片，叶片少的叶轮转速就要快些，这样就会导致叶尖噪声和腐蚀等问题。更多的人认为3叶片从审美的角度更令人满意。3叶片叶轮上的受力更平衡，轮毂可以简单些，然而2叶片、1叶片叶轮的轮毂通常比较复杂，因为叶片扫过风时，速度是变的，为了限制力的波动，轮毂具有翘翘板的特性。翘翘板的轮毂，叶轮链接在轮毂上，允许叶轮在旋转平面内向后或向前倾斜几度。叶片的摆动运动，在每周旋转中会明显的减少由于阵风和剪切在叶片上产生的载荷。

叶片是用加强玻璃塑料（GRP）、木头和木板、碳纤维强化塑料（CFRP）、钢和铝构成的。对于小型的风力发电机，如叶轮直径小于５米，选择材料通常关心的是效率而不是重量、硬度和叶片的其它特性。对于大型风机，叶片特性通常较难满足，所以对材料的选择更为重要。

世界上大多数大型风力机的叶片是由GRP制成的。这些叶片大部分是用手工把聚脂树脂敷层，和通常制造船壳、园艺、游戏设施及世界范围内消费品的方法一样。其过程需要很高的技术水平才能得到理想的结果，并且如果人们对重量不太关心的话，比如对于长度小于２０米的叶片，设计也不很复杂。不过有很多很先进的利用GRP的方法，可以减小重量，增加强度，在此就不赘述了。玻璃纤维要较精确的放置，如果把它放在预浸片材中，使用高性能树脂，如控制环氧树脂比例，并在高温下加工处理。当今，出现了简单的手工铺放聚脂，通过认真地选择和放置纤维，为GRP叶片提供了降低成本的途径。

偏航系统

风力机的偏航系统也称为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。

小微型风力机常用尾舵对风，它主要有两部分组成，一是尾翼，装在尾杆上与风轮轴平行或成一定的角度。为了避免尾流的影响，也可将尾翼上翘，装在较高的位置。

中小型风机可用舵轮作为对风装置，其工作原理大致如下：当风向变化时，位于风轮后面两舵轮（其旋转平面与风轮旋转平面相垂直）旋转，并通过一套齿轮传动系统使风轮偏转，当风轮重新对准风向后，舵轮停止转动，对风过程结束。

大中型风力机一般采用电动的偏航系统来调整风轮并使其对准风向。偏航系统一般包括感应风向的风向标，偏航电机，偏航行星齿轮减速器，回转体大齿轮等。其工作原理如下：风向标作为感应元件将风向的变化用电信号传递到偏航电机的控制回路的处理器里，经过比较后处理器给偏航电机发出顺时针或逆时针的偏航命令，为了减少偏航时的陀螺力矩，电机转速将通过同轴联接的减速器减速后，将偏航力矩作用在回转体大齿轮上，带动风轮偏航对风，当对风完成后，风向标失去电信号，电机停止工作，偏航过程结束。

风机的发电机

所有并网型风力发电机通过三相交流（AC）电机将机械能转化为电能。发电机分为两个主要类型。同步发电机运行的频率与其所连电网的频率完全相同，同步发电机也被称为交流发电机。异步发电机运行时的频率比电网频率稍高，异步发电机常被称为感应发电机。

感应发电机与同步发电机都有一个不旋转的部件被称为定子，这两种电机的定子相似，两种电机的定子都与电网相连，而且都是由叠片铁芯上的三相绕组组成，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。尽管两种电机有相似的定子，但它们的转子是完全不同的。同步电机中的转子有一个通直流电的绕组，称为励磁绕组，励磁绕组建立一个恒定的磁场锁定定子绕组建立的旋转磁场。因此，转子始终能以一个恒定的与定子磁场和电网频率同步的恒定转速上旋转。在某些设计中，转子磁场是由永磁机产生的，但这对大型发电机来说不常用。

感应电机的转子就不同例如，它是由一个两端都短接的鼠笼形绕组构成。转子与外界没有电的连接，转子电流由转子切割定子旋转磁场的相对运动而产生。如果转子速度完全等于定子转速磁场的速度（与同步发电机一样），这样就没有相对运动，也就没有转子感应电流。因此，感应发电机总的转速总是比定子旋转磁场速度稍高，其速度差叫滑差，在正常运行期间。它大概为1%。

同步发电机和异步发电机

将机械能转化为电能装置的发电机常用同步励磁发电机、永磁发电机和异步发电机。同步发电机应用非常广泛，在核电、水电、火电等常规电网中所使用的几乎都是同步发电机，在风力发电中同步发电机即可以独立供电又可以并网发电。然而同步发电机在并网时必须要有同期检测装置来比较发电机侧和系统侧的频率、电压、相位，对风力发电机进行调整，使发电机发出电能的频率与系统一致；操作自动电压调压器将发电机电压调整到与系统电压相一致；同时，微调风力机的转速从周期检测盘上监视，使发电机的电压与系统的电压相位相吻合，就在频率、电压、相位同时一臻的瞬间，合上断路器将风力发电机并入系统。同期装置可采用手动同期并网和自同期并网。但总体来说，由于同步发电机造价比较高，同时并网麻烦，故在并网风力发电机中很少采用。

控制监测系统

风力机的运行及保护需要一个全自动控制系统，它必须能控制自动启动，叶片桨距的机械调节装置（在变桨距风力机上）及在正常和非正常情况下停机。除了控制功能，系统也能用于监测以提供运行状态、风速、风向等信息。该系统是以计算机为基础，除了小的风力机，控制及监测还可以远程进行。控制系统具有及格主要功能：

1、顺序控制启动、停机以及报警和运行信号的监测

2、偏航系统的低速闭环控制

3、桨距装置(如果是变桨距风力机)快速闭环控制

4、与风电场控制器或远程计算机的通讯

风机传动系统

叶轮叶片产生的机械能有机舱里的传动系统传递给发电机，它包括一个齿轮箱、离合器和一个能使风力机在停止运行时的紧急情况下复位的刹车系统。齿轮箱用于增加叶轮转速，从20~50转/分到1000~1500转/分，后者是驱动大多数发电机所需的转速。齿轮箱可以是一个简单的平行轴齿轮箱，其中输出轴是不同轴的，或者它也可以是较昂贵的一种，允许输入、输出轴共线，使结构更紧凑。传动系统要按输出功率和最大动态扭矩载荷来设计。由于叶轮功率输出有波动，一些设计者试图通过增加机械适应性和缓冲驱动来控制动态载荷，这对大型的风力发电机来说是非常重要的，因其动态载荷很大，而且感应发电机的缓冲余地比小型风力机的小。

异步发电机

永磁发电机是一种将普通同步发电机的转子改变成永磁结构的发电机，常用的永磁材料有铁氧体（BaFeO）、钐钴5(SmCo)等，永磁发电机一般用于小型风力发电机组中。

异步发电机是指异步电机处于发电的工作状态，从其激励方式有电网电源励磁发电（他励）和并联电容自励发电（自励）两种情况。电网电源励磁发电：是将异步电机接到电网上，电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场，再用原动机拖动，使转子转速大于同步转速，电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反，而机械力矩的方向则与转速方向相同，这时就将原动机的机械能转化为电能。在这种情况下，异步电机发出的有功功率向电网输送；同时又消耗电网的无功功率作励磁作用，并供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率，因此异步发电机并网发电时，一般要求加无功补偿装置，通常用并列电容器补偿的方式。

２、并联电容器自励发电：并联电容器的连接方式分为星形和三角形两种。励磁电容的接入在发电机利用本身的剩磁发电的过程中，发电机周期性地向电容器充电；同时，电容器也周期性地通过异步电机的定子绕组放电。这种电容器与绕组组成的交替进行充放电的过程，不断地起到励磁的作用，从而使发电机正常发电。励磁电容分为主励磁电容和辅助励磁电容，主励磁电容是保证空载情况下建立电压所需要的电容，辅助电容则是为了保证接入负载后电压的恒定，防止电压崩溃而设的。

通过上述的分析，异步发电机的起动、并网很方便且便于自动控制、价格低、运行可靠、维修便利、运行效率也较高、因此在风力发电方面并网机组基本上都是采用异步发电机，而同步发电机则常用于独立运行方面。

偏航系统的设计

根据调向力矩的大小，可以进行齿轮传动部分的设计计算。当驱动回转体大齿轮的主动小齿轮的强度不能满足时，可选用两套偏航电机－－－行星齿轮减速器分置于风轮主轮的两侧对称布置，每个电机的容量为总容量的一半。齿轮传动计算可按开式齿轮传动计算，其主要的磨损形式是齿面磨损失效，如调向力矩较大，除按照弯曲强度计算之外，应计算齿面接触强度。

值得注意的是，大多数风机的发电机输出功率的同轴电缆在风力机偏航时一同旋转，为了防止偏航超出而引起的电缆旋转，应该设置解缆装置，并增加扭缆传感器以监视电缆的扭转状态。位于下风向布重的风轮，能够自动找正风向。在总体布置时应考虑塔架前面的重量略重一些，这样在风机运行时平衡就会好一些。

电机的切换

根据风速决定是选择小发电机并网发电，还是选择大发电机空转，若风速低于8米/秒，则小发电机并网运行且风机运行状态切换到“投入G2”。如果风速高于8米/秒，则选择“空转G1”运行状态。

投入G2：

小发电机接触器闭合，发电机并网电流由可控硅控制到350A。一旦投入过程完成，可控硅切除，风机切换到“运行G2”状态。

风电投入小发电机发电，如果平均输出功率在某一单位时间内太低，这是小发电机断开且风机切换到“等待重新支转”的状态。如果平均输出功率超过了限定值110KW，则小发电机切除，风机运行状态切换到“G1空转”。

G1空转：

风机等待风速达到投入大电机的风速，一旦达到这个风速则风机就切换到“投入G1”状态。

投入G1：

大发电机的接触接通。发电机的并网电流由可控硅将其限定在350A。投入过程一结束，可控硅切除，风机切换到“运行G1”状态。

运行G1

风机的大电机投入发电，如果功率输出在一定的时间内少于限定值80KW，大发电机切除，风机的运行状态切换到“切换G11-G12”状态。

切换G1-G2

大发电机的接触器切除小发电机的接触器接通，可控硅将发电机的电流限定到700A，一旦投入过程完成，可控硅切除，风机转为“运转G2”状态。

等待再投入

如果小发电机的出力小于限定值，则此运行状态动作。此状态下，小发电机的接触器被切除，如果风速有效，风机就切换到“投入G2”状态，如果风速低于限定值，风机将切换到“空转G2”状态。

风机工作状态之间转变

风机工作状态之间转变

说明各种工作状态之间是如何实现转换的。

提高工作状态层次只能一层一层地上升，而要降低工作状态层次可以是一层或多层。这种工作状态之间转变方法是基本的控制策略，它主要出发点是确保机组的安全运行。如果风力发电机组的工作状态要往更高层次转化，必须一层一层往上升，用这种过程确定系统的每个故障是否被检测。当系统在状态转变过程中检测到故障，则自动进入停机状态。

当系统在运行状态中检测到故障，并且这种故障是致命的，那么工作状态不得不从运行直接到紧停，这可以立即实现而不需要通过暂停和停止。

下面我们进一步说明当工作状态转换时，系统是如何动作的。

1．工作状态层次上升

紧停→停机

如果停机状态的条件满足，则：

1)关闭紧停电路；

2)建立液压工作压力；

3)松开机械刹车。

停机→暂停

如果暂停的条件满足，则，1)起动偏航系统；

2)对变桨距风力发电机组，接通变桨距系统压力阀。

暂停→运行

如果运行的条件满足，则：

1)核对风力发电机组是否处于上风向；

2)叶尖阻尼板回收或变桨距系统投入工作；

3)根据所测转速，发电机是否可以切人电网。

2．工作状态层次下降

工作状态层次下降包括3种情况：

(1)紧急停机。紧急停机也包含了3种情况，即：停止→紧停；暂停→紧停；运行→紧停。其主要控制指令为：

1)打开紧停电路；

2)置所有输出信号于无效；

3)机械刹车作用；

4)逻辑电路复位。

(2)停机。停机操作包含了两种情况，即：暂停→停机；运行→停机。

暂停→停机

1)停止自动调向；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)。

运行→停机

1)变桨距系统停止自动调节；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)；

3)发电机脱网。

(3)暂停。

1)如果发电机并网，调节功率降到。后通过晶闸管切出发电机；

2)如果发电机没有并入电网，则降低风轮转速至0。

(三)故障处理

工作状态转换过程实际上还包含着一个重要的内容：当故障发生时，风力发电机组将自动地从较高的工作状态转换到较低的工作状态。故障处理实际上是针对风力发电机组从某一工作状态转换到较低的状态层次可能产生的问题，因此检测的范围是限定的。

为了便于介绍安全措施和对发生的每个故障类型处理，我们给每个故障定义如下信息：

1)故障名称；

2)故障被检测的描述；

3)当故障存在或没有恢复时工作状态层次；

4)故障复位情况(能自动或手动复位，在机上或远程控制复位)。

(1)故障检测。控制系统设在顶部和地面的处理器都能够扫描传感器信号以检测故障，故障由故障处理器分类，每次只能有一个故障通过，只有能够引起机组从较高工作状态转入较低工作状态的故障才能通过。

(2)故障记录。故障处理器将故障存储在运行记录表和报警表中。

(3)对故障的反应。对故障的反应应是以下三种情况之一：

1)降为暂停状态；

2)降为停机状态；

3)降为紧急停机状态。

4)故障处理后的重新起动。在故障已被接受之前，工作状态层不可能任意上升。故障被接受的方式如下：

如果外部条件良好，一此外部原因引起的故障状态可能自动复位。一般故障可以通过远程控制复位，如果操作者发现该故障可接受并允许起动风力发电机组，他可以复位故障。有些故障是致命的，不允许自动复位或远程控制复位，必须有工作人员到机组工作现场检查，这些故障必须在风力发电机组内的控制面板上得到复位。故障状态被自动复位后10min将自动重新起动。但一天发生次数应有限定，并记录显示在控制面板上。

如果控制器出错可通过自检(WATCHDOG)重新起动。

第四篇：风电知识

风电知识

前言

我国风能资源十分丰富，它是一种干净的可再生能源，风力发电产业发展前景非常广阔。

它的作用原理；以风作为原动力，风吹动风轮机的叶轮，转化为机械能，叶能通过增速箱齿轮带动发电机旋转，转化为电能，送入电网。它的优势；不需要燃料，无污染，运行成本低。

风电概述 主要零部件

发电机 电控柜 制动器 增速机 主轴

液压站 工装 外齿式回转支撑 偏航电机

各零部件主要功能

主轴； 将风能转向力传递给增速箱

偏航系统； 通过控制技术，使机舱旋转至迎风方向的机枸。

增速机； 增速机在各齿轮不同传动比的作用下将主轴的低转速提高到发电机所需的高转速 发电机； 将机械能转化为电能。

偏航坏； 刚度，强度要好，用来支撑整个动力系统，但不能太重。变桨柜系统；通过控制技术，调整叶片角度，使风能利用最优化。制动系统；根据风力，风速需要，风机可以减速或停机。

机舱壳；采用玻璃钢制成，覆盖于机组动力系统外，起保护作用。紧固件等；将各个零部件固定在设计位置，必需适应于极限负载。

工装；便于装配，运输。

因为风机常在风沙，暴雨，盐雾，潮湿，-30~40摄氏度中环境中安放，所以要有较强的野外适应性。这对各零部件的强度、刚度、稳定、疲劳、磨擦、力矩等因素提出了很高的要求。若某一方面出了问题，都有可通造成安全事故。

为此，为了满足以上要求，我们对各种材料都进行了严格的要求，对各种连接紧固件都要按求打好力矩。力矩大小好下；

风电设备安装常见技术问题

1.1 螺栓联接问题

螺栓、螺母联接是风电行业的一种最基本最常用的装配，联接过紧时，螺栓在机械力的长期作用下容易产生金属疲劳，发生剪切或螺牙滑丝等联接过松的情况，使部件之间的装配松动，引发事故。

1.2 振动问题

风机叶片在风力作用下转动时，带动主轴，主轴将风能转向力传递到增速机，增速机在各齿轮不同传动比的作用下将主轴的低转速提高到发电机所需的高转速从而带动发电机，发电机则完成能由机械能转换成电能的工作，在这一系列的动作过程中，还有许多辅助零部件与其配合完成发电工作（如回转支撑，偏航系统，变桨柜系统，制动系统）。在这一系列过程中各系统在相互配合工作过程中必产生大的振动。主轴与增速箱发电机同心度等问题。1.4 电气设备问题

1)安装隔离开关时动、静触头的接触压力与接触面积不够或操作不当，可能导致接触面的电热氧化，使接触电阻增大，灼伤、烧蚀触头，造成事故。

(2)断路器弧触指及触头装配不正确，插入行程、接触压力、同期性、分合闸速度达不到要求，将使触头过热、熄弧时间延，导致绝缘介质分解，压力骤增，引发断路器爆炸事故。

(3)电流互感器因安装检修不慎，使一次绕组开路，将产生很高的过电压，危及人身与设备安全。

(4)有载调压装置的调节装置机构装配错误，或装配时不慎掉入杂物，卡住机构，也将发生程度不同的事故。

(5)主变压器绝缘破坏或击穿。在安装主变吊芯和高压管等主要工作时，不慎掉入杂物(如螺帽、钥匙等，这些情况在工程实践中并不罕见)，器身、套管内排水不彻底，密封装置安装错误，或者在安装中损坏，都会使主变绝缘强度大为降低，可能导致局部绝缘破坏或击穿，造成恶性事故。

(6)主变压器保护拒动。主变压器内部或出线侧发生短路、接地事故，而保护拒动、断路器不跳闸，巨大的短路电流不仅使短路处事故状态扩大，也使主变内部温度骤升，变压器油迅速汽化、分解，成为高爆性的可燃物质，这可能发生主变爆炸的恶性事故。主变的紧急事故油池和其他消防设施都是针对这种可能性设计的。2 机电设备安装技术相关改善办法

2.1 严格施工组织设计及设备、设施选择

施工组织设计和设备、设施选择是经有关科技人员共同研究商定的，通过技术计算和验算，定有其使用价。为了防止螺栓过紧或过松按工艺要求打好力矩、涂好螺纹锁固，二硫化钼。2.2 按预定计划开展安装工作

每一项机电设备安装工作顺序都有其科学性。一个安装工程的计划排队是经过多方面的考虑，经过技术论证排出的，是有科学根据并有一定指导性的，不要随便改动，以免造成工程进度连续不上无法完成工作。

2.3 对安装工作要总体布置、统一安排

发电机分为两个主要类型。同步发电机运行的频率与其所连电网的频率完全相同，同步发电机也被称为交流发电机。异步发电机运行时的频率比电网频率稍高，异步发电机常被称为感应发电机。

感应发电机与同步发电机都有一个不旋转的部件被称为定子，这两种电机的定子相似，两种电机的定子都与电网相连，而且都是由叠片铁芯上的三相绕组组成，通电后产生一个以恒定转速旋转的磁场。尽管两种电机有相似的定子，但它们的转子是完全不同的。同步电机中的转子有一个通直流电的绕组，称为励磁绕组，励磁绕组建立一个恒定的磁场锁定定子绕组建立的旋转磁场。因此，转子始终能以一个恒定的与定子磁场和电网频率同步的恒定转速上旋转。在某些设计中，转子磁场是由永磁机产生的，但这对大型发电机来说不常用。

感应电机的转子就不同例如，它是由一个两端都短接的鼠笼形绕组构成。转子与外界没有电的连接，转子电流由转子切割定子旋转磁场的相对运动而产生。如果转子速度完全等于定子转速磁场的速度（与同步发电机一样），这样就没有相对运动，也就没有转子感应电流。因此，感应发电机总的转速总是比定子旋转磁场速度稍高，其速度差叫滑差，在正常运行期间。它大概为1%。

同步发电机和异步发电机

将机械能转化为电能装置的发电机常用同步励磁发电机、永磁发电机和异步发电机。同步发电机应用非常广泛，在核电、水电、火电等常规电网中所使用的几乎都是同步发电机，在风力发电中同步发电机即可以独立供电又可以并网发电。然而同步发电机在并网时必须要有同期检测装置来比较发电机侧和系统侧的频率、电压、相位，对风力发电机进行调整，使发电机发出电能的频率与系统一致；操作自动电压调压器将发电机电压调整到与系统电压相一致；同时，微调风力机的转速从周期检测盘上监视，使发电机的电压与系统的电压相位相吻合，就在频率、电压、相位同时一臻的瞬间，合上断路器将风力发电机并入系统。同期装置可采用手动同期并网和自同期并网。但总体来说，由于同步发电机造价比较高，同时并网麻烦，故在并网风力发电机中很少采用。

控制监测系统

风力机的运行及保护需要一个全自动控制系统，它必须能控制自动启动，叶片桨距的机械调节装置（在变桨距风力机上）及在正常和非正常情况下停机。除了控制功能，系统也能用于监测以提供运行状态、风速、风向等信息。该系统是以计算机为基础，除了小的风力机，控制及监测还可以远程进行。控制系统具有及格主要功能：

1、顺序控制启动、停机以及报警和运行信号的监测

2、偏航系统的低速闭环控制

3、桨距装置(如果是变桨距风力机)快速闭环控制

4、与风电场控制器或远程计算机的通讯

风机传动系统

叶轮叶片产生的机械能有机舱里的传动系统传递给发电机，它包括一个齿轮箱、离合器和一个能使风力机在停止运行时的紧急情况下复位的刹车系统。齿轮箱用于增加叶轮转速，从20~50转/分到1000~1500转/分，后者是驱动大多数发电机所需的转速。

齿轮箱可以是一个简单的平行轴齿轮箱，其中输出轴是不同轴的，或者它也可以是较昂贵的一种，允许输入、输出轴共线，使结构更紧凑。传动系统要按输出功率和最大动态扭矩载荷来设计。由于叶轮功率输出有波动，一些设计者试图通过增加机械适应性和缓冲驱动来控制动态载荷，这对大型的风力发电机来说是非常重要的，因其动态载荷很大，而且感应发电机的缓冲余地比小型风力机的小。

异步发电机

永磁发电机是一种将普通同步发电机的转子改变成永磁结构的发电机，常用的永磁材料有铁氧体（BaFeO）、钐钴5(SmCo)等，永磁发电机一般用于小型风力发电机组中。

异步发电机是指异步电机处于发电的工作状态，从其激励方式有电网电源励磁发电（他励）和并联电容自励发电（自励）两种情况。

1电网电源励磁发电：是将异步电机接到电网上，电机内的定子绕组产生以同步转速转动的旋转磁场，再用原动机拖动，使转子转速大于同步转速，电网提供的磁力矩的方向必定与转速方向相反，而机械力矩的方向则与转速方向相同，这时就将原动机的机械能转化为电能。在这种情况下，异步电机发出的有功功率向电网输送；同时又消耗电网的无功功率作励磁作用，并供应定子和转子漏磁所消耗的无功功率，因此异步发电机并网发电时，一般要求加无功补偿装置，通常用并列电容器补偿的方式。

２、并联电容器自励发电：并联电容器的连接方式分为星形和三角形两种。励磁电容的接入在发电机利用本身的剩磁发电的过程中，发电机周期性地向电容器充电；同时，电容器也周期性地通过异步电机的定子绕组放电。这种电容器与绕组组成的交替进行充放电的过程，不断地起到励磁的作用，从而使发电机正常发电。励磁电容分为主励磁电容和辅助励磁电容，主励磁电容是保证空载情况下建立电压所需要的电容，辅助电容则是为了保证接入负载后电压的恒定，防止电压崩溃而设的。

通过上述的分析，异步发电机的起动、并网很方便且便于自动控制、价格低、运行可靠、维修便利、运行效率也较高、因此在风力发电方面并网机组基本上都是采用异步发电机，而同步发电机则常用于独立运行方面。

偏航系统的设计

根据调向力矩的大小，可以进行齿轮传动部分的设计计算。当驱动回转体大齿轮的主动小齿轮的强度不能满足时，可选用两套偏航电机－－－行星齿轮减速器分置于风轮主轮的两侧对称布置，每个电机的容量为总容量的一半。齿轮传动计算可按开式齿轮传动计算，其主要的磨损形式是齿面磨损失效，如调向力矩较大，除按照弯曲强度计算之外，应计算齿面接触强度。

值得注意的是，大多数风机的发电机输出功率的同轴电缆在风力机偏航时一同旋转，为了防止偏航超出而引起的电缆旋转，应该设置解缆装置，并增加扭缆传感器以监视电缆的扭转状态。位于下风向布重的风轮，能够自动找正风向。在总体布置时应考虑塔架前面的重量略重一些，这样在风机运行时平衡就会好一些。

电机的切换

根据风速决定是选择小发电机并网发电，还是选择大发电机空转，若风速低于8米/秒，则小发电机并网运行且风机运行状态切换到“投入G2”。

如果风速高于8米/秒，则选择“空转G1”运行状态。

投入G2：

小发电机接触器闭合，发电机并网电流由可控硅控制到350A。一旦投入过程完成，可控硅切除，风机切换到“运行G2”状态。

风电投入小发电机发电，如果平均输出功率在某一单位时间内太低，这是小发电机断开且风机切换到“等待重新支转”的状态。如果平均输出功率超过了限定值110KW，则小发电机切除，风机运行状态切换到“G1空转”。

G1空转：

风机等待风速达到投入大电机的风速，一旦达到这个风速则风机就切换到“投入G1”状态。

投入G1：

大发电机的接触接通。发电机的并网电流由可控硅将其限定在350A。投入过程一结束，可控硅切除，风机切换到“运行G1”状态。

运行G1

风机的大电机投入发电，如果功率输出在一定的时间内少于限定值80KW，大发电机切除，风机的运行状态切换到“切换G11-G12”状态。

切换G1-G2

大发电机的接触器切除小发电机的接触器接通，可控硅将发电机的电流限定到700A，一旦投入过程完成，可控硅切除，风机转为“运转G2”状态。

等待再投入

如果小发电机的出力小于限定值，则此运行状态动作。此状态下，小发电机的接触器被切除，如果风速有效，风机就切换到“投入G2”状态，如果风速低于限定值，风机将切换到“空转G2”状态。

风机工作状态之间转变

风机工作状态之间转变

说明各种工作状态之间是如何实现转换的。

提高工作状态层次只能一层一层地上升，而要降低工作状态层次可以是一层或多层。这种工作状态之间转变方法是基本的控制策略，它主要出发点是确保机组的安全运行。如果风力发电机组的工作状态要往更高层次转化，必须一层一层往上升，用这种过程确定系统的每个故障是否被检测。当系统在状态转变过程中检测到故障，则自动进入停机状态。

当系统在运行状态中检测到故障，并且这种故障是致命的，那么工作状态不得不从运行直接到紧停，这可以立即实现而不需要通过暂停和停止。

下面我们进一步说明当工作状态转换时，系统是如何动作的。

1．工作状态层次上升

紧停→停机

如果停机状态的条件满足，则：

1)关闭紧停电路；

2)建立液压工作压力；

3)松开机械刹车。

停机→暂停

如果暂停的条件满足，则，1)起动偏航系统；

2)对变桨距风力发电机组，接通变桨距系统压力阀。

暂停→运行

如果运行的条件满足，则：

1)核对风力发电机组是否处于上风向；

2)叶尖阻尼板回收或变桨距系统投入工作；

3)根据所测转速，发电机是否可以切人电网。

2．工作状态层次下降

工作状态层次下降包括3种情况：

(1)紧急停机。紧急停机也包含了3种情况，即：停止→紧停；暂停→紧停；运行→紧停。其主要控制指令为：

1)打开紧停电路；

2)置所有输出信号于无效；

3)机械刹车作用；

4)逻辑电路复位。

(2)停机。停机操作包含了两种情况，即：暂停→停机；运行→停机。

暂停→停机

1)停止自动调向；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)。

运行→停机

1)变桨距系统停止自动调节；

2)打开气动刹车或变桨距机构回油阀(使失压)；

3)发电机脱网。

(3)暂停。

1)如果发电机并网，调节功率降到。后通过晶闸管切出发电机；

2)如果发电机没有并入电网，则降低风轮转速至0。

(三)故障处理

工作状态转换过程实际上还包含着一个重要的内容：当故障发生时，风力发电机组将自动地从较高的工作状态转换到较低的工作状态。故障处理实际上是针对风力发电机组从某一工作状态转换到较低的状态层次可能产生的问题，因此检测的范围是限定的。

为了便于介绍安全措施和对发生的每个故障类型处理，我们给每个故障定义如下信息：

1)故障名称；

2)故障被检测的描述；

3)当故障存在或没有恢复时工作状态层次；

4)故障复位情况(能自动或手动复位，在机上或远程控制复位)。

(1)故障检测。控制系统设在顶部和地面的处理器都能够扫描传感器信号以检测故障，故障由故障处理器分类，每次只能有一个故障通过，只有能够引起机组从较高工作状态转入较低工作状态的故障才能通过。

(2)故障记录。故障处理器将故障存储在运行记录表和报警表中。

(3)对故障的反应。对故障的反应应是以下三种情况之一：

1)降为暂停状态；

2)降为停机状态；

3)降为紧急停机状态。

4)故障处理后的重新起动。在故障已被接受之前，工作状态层不可能任意上升。故障被接受的方式如下：

如果外部条件良好，一此外部原因引起的故障状态可能自动复位。一般故障可以通过远程控制复位，如果操作者发现该故障可接受并允许起动风力发电机组，他可以复位故障。有些故障是致命的，不允许自动复位或远程控制复位，必须有工作人员到机组工作现场检查，这些故障必须在风力发电机组内的控制面板上得到复位。故障状态被自动复位后10min将自动重新起动。但一天发生次数应有限定，并记录显示在控制面板上。

如果控制器出错可通过自检(WATCHDOG)重新起动。

第五篇：风电规范

风电标准

一、风电标准体系建设

随着风电产业的快速发展及日趋成熟，我国已基本形成了较为完整的风电标准体系。国家能源局组织成立能源行业风电标准化技术委员会，提出了我国风电标准体系框架，主要包括6大体系29大类，涵盖风电场规划设计、风电场施工与安装、风电场运行维护管理、风电并网管理技术、风力机械设备、风电电器设备等风电产业的各个环节。我国风电标准体系框架如表2-1所示。

二、风电技术标准制定

截至2011年底，我国已发布风电技术标准41个，待批3个，在编6个。其中，风电场规划设计体系标准21个，风电场施工与安装体系标准5个，风电场运行维护管理体系标准1个，风电并网管理技术体系标准3个，风力机械设备体系标准1个，风电电器设备体系标准9个。

国标建设

2011年12月，国家标准化管理委员会批准发布《风电场接入电力系统技术规定》（GB/Z 1996 3-2011）。

新国标对于低电压穿越、接入系统测试等都提出了更多和更严格的标准。针对脱网事故，新国标提出了低电压穿越方面的约束，要求风电场并网点电压跌至20％标称电压时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行625ms，特别的，要求风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90%时，风电场内的风电机组应保证不脱网连续运行。针对接入系统测试，新国标提出了当接入同一并网点的风电场装机容量超过40兆瓦时，需要向电力系统调度机构提供风电场接入电力系统测试报告，累计新增装机容量超过40兆瓦时，需要重新提交测试报告。

新国标发布后一直争议不断，特别是对并网影响最大的低电压穿越要求，会否导致风电产业格局重新洗牌，暂停运行的风电机组能否重新并网，这些问题都引发行业内热烈的讨论。

行标建设

2011年8月，国家能源局召开能源行业风电标准技术委员会一届二次会议，发布18项风电并网设计技术规范。《大型风电场并网设计技术规范》、《风电场电能质量测试方法》等行标正式发布。《风电信息收集和提交技术规定》、《风电调度运行管理规范》、《风电功率预测系统功能规范》等三个行标待批。

行标的发布进一步完善和补充了风电安装运营、维护管理、并网运行等方面的技术标准，为进一步建立和完善我国风电行业标准、检测、认证管理体系，规范风电行业的发展奠定了基础，对于保障电网安全稳定运行，促进风电与电网协调发展创造了条件。

企标建设

在国家和行业标准颁布相对滞后的情况下，国家电网公司加快研究建设风电企业标准体系。

建立了适应我国风电接入及调度运行的企业标准体系。2005年以来，国家电网公司先后编制修订22项企业标准。2006年7月，《国家电网公司风电场接入电网技术规定（试行）》颁布施行。2009年12月，颁布了《风电

场接入电网技术规定》（Q/GDW 392-2009），提出了风电场需要具备功率控制、功率预测、低电压穿越、监控通信等功能要求。2010年2月，颁布了《风电调度运行管理规范》（Q/GDW 432-2010），同时制定了《国家电网公司风电场接入系统设计内容深度规定》等多个配套规定。2011年，针对新出现的高电压穿越问题，积极开展风电场高电压穿越的技术标准研究和制订工作，与国际标准接轨，同时颁布了《风电功率预测系统功能规范》（Q/GDW 588-2011）、《风电场功率调节能力和电能质量测试规程》（Q/GDW 630-211）等多个配套规定。具体如表2-2所示。

开展《风电场电气系统典型设计》编制工作。为引导风电设计的规范化、标准化，2009年，国家电网公司组织开展了风电场电气系统典型设计研究编制工作，推动建设环境友好、资源节约、符合国家绿色能源政策的风电场，促进风电场与电网的协调发展。2011年，结合几次风电场大规模脱网事故，编制单位对风电场电气系统典型设计进行了进一步修改和完善。

此外，国家电网公司还承担相关国际标准的制定，牵头IEEE《储能系统接入电网设备测试标准》的制定、国际电工委员会（IEC）大容量新能源发电及大容量储能接入电网研究等，参与制订风电机组和风电场电气建模方面的国际标准，提高了我国在风电国际标准领域的话语权。