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双馈风电机组转速控制与失控剖析

风电机组是在无人干涉条件下按主控程序设定全自动运转

及自动启停。除高出机组正常运转范围或人为停机外，在知足运

转条件时，应保证机组长久稳固运转。运转机组如屡次出现超速

停机，不单严重影响机组发电、对机组及零件寿命极为不利，也没

法知足在设计风速段内长久稳固运转的要求。

笔者在《双馈风电机组的转速控制与超速参数设置》一文中，

对转速控制和超速参数设置进行了论述。不一样地域风电场多种机型

机组的多年现场运转实践表示，该转速控制逻辑、超速停机设

置方法以及超速参数值，对同步转速为1500rpm，运转范围在

1000～2000rpm的变速变桨双馈1.5MW风电机组拥有宽泛的适应

性。本文将连续对其转速控制的合理性进行剖析，并联合详细的机

组转速失控与飞车事例作进一步阐释。

转速控制逻辑与参数值设定

在拟订转速控制逻辑和设定转速控制参数值时，应从整机考虑，

使各零件互相协调，并实现多个目标。如：保障机组及零件安全;保

证机组长久稳固运转;充足保证叶轮储能，提升发电量，减小风速变

化对机组零件的不利影响，减小功率颠簸对电网的冲

击;应有益于机组报故障正确，便于剖析判断机组故障，并实时正

确地表示机组的运转及故障状态等。

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一、“极限阵风”程序的意义和作用

主控“极限阵风”程序的顺利履行，对保证机组在复杂工

况下长久稳固运转起着重点性的作用。

当风况较为稳准时，机组经过主控程序设置的“额定转速”“额

定功率”等主控参数，把机组的并网转速相对稳固地控制在运转

范围以内，保证在往常状况下的长久稳固运转;当出现阵风或极

端风况时，叶轮转速急剧上涨，转速超出1960rpm且时间超出0.2

秒时，机组开始顺桨限速，经过履行主控的“极限阵风”程序，

在短时间内降低机组额定转速，保证极端风况下机组不会高出最

高运转转速，并保证机组最大限度地储能，减小机组振动，防止机

组的重要零件（桨叶、齿轮箱、塔简等）遇到冲击并保证机组输出

功率的稳固。在履行“极限阵风”程序时，只报警不断机，进而

保证了机组在不稳固风况下长久稳固运转。

二、多重超速停机保护保障机组安全

变速变桨风电机组的变桨系统相对独立。变桨系统的变桨控

制器和变桨驱动器都有各自的控制程序，除了按主控程序命令履行

外，在适合的条件下，变桨控制器和变桨驱动器还可以够依据外界

条件的变化，依据零件程序的设定自动履行顺桨。

在马上高出或已经高出机组运转范围时，由变桨控制器履行

“变桨自主运转”程序停机，控制机组转速，保证机组安全。当齿

轮箱高速轴测速探头测得转速高出1950rpm时，机舱硬件超速

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模块触发，并经过机舱到轮毂的接线和滑环把信号传达给变桨控

制器。依据变桨控制器程序设定，在延时0.3秒（时期，高速轴

转速一直处于大于或等于1950rpm的状态）后，履行“变桨自主

运转”顺桨停机，保障机组安全。当履行顺桨停机时，变桨控制器

同时把信息传达给主控，由主控履行降负荷停机，并报出“变桨自

主运转”故障。可是，假如变桨控制器马上履行或正在履行主控的

顺桨命令时，則不履行“变桨自主运转”。一方面，保证了主控“极

限阵风”程序的优先履行，也就保证了机组在极端阵风条件下不

停机;另一方面，当变桨控制器正在履行主控的其余故障停机命令时，

不报出“变桨自主运转”。比如，当机组高转速、高功率因报

“变频器故障”，已经履行顺桨停机时，即使达到或超出

1950rpm、0.3秒的履行条件，也只报“变频器故障”，不报

“变桨自主运转”故障。这就保证了机组报故障清晰正确，也剔除

了往后进行“大数据剖析”的扰乱信息。

双馈机组变频器也是一个相对独立的系统，