风力发电机组的控制系统的基本组成，收藏

风力机组控制系统是机组正常运行的核心，其控制技术是风力机组的关键技术之一，与风力机组的其他部分关系密切，其控制的精确性、功能的完善性将直接影响机组的安全与效率。我国风力发电事业还处于起步阶段，控制技术与国外先进技术有较大差距，这也是风电成本比国外高很多的主要原因。因此，有必要对风力机组的控制技术进行深入研究。目前我国已成功开发了中小型风力机组控制系统这一关键技术，目前亟待解决的是大型主流风力机组控制系统的国产化。风力发电系统是一个包含各学科的复杂独立系统，涉及很多内容，主要包括：

（1）空气动力学：叶片、风能的动力学特性等。

（2）机械工程：齿轮箱、各种传动设备、液压系统、振动检测等。

（3）电机学：双馈发电机、同步发电机等。

（4）电力电子技术：变流模块，IGBT模块等。

（5）电力系统自动化：无功补偿、功率检测、输变电等。

（6）运动控制系统：变频控制、交流异步电机的矢量控制等。

（7）计算机及DSP技术：控制单元的 CPU。

风力发电机组由多个部分组成，而控制系统贯穿到每个部分，相当于风力发电系统的神经。因此控制系统的好坏直接关系到风力发电机组的工作状态、发电效率及电能质量以及设备的安全。目前风力发电有亟待研究解决的两个问题：发电效率和电能质量。这两个问题都和风力机组控制系统密切相关。现代控制技术和电力电子技术的发展，为风电控制系统的研究提供了技术基础。风力发电机组子系统分布如图3-1所示。

图3-1 风力发电机组子系统分布图（单位：m）

从整体上看，风力发电机组可分为风轮、机舱、塔架和基础等部分。风轮由叶片和轮毂组成。叶片具有空气动力外形，在气流作用下产生力矩驱动风轮转动，通过轮毂将转矩输入到主传动系统。机舱由底盘、导流罩和机舱罩组成，底盘上安装除主控制器以外的主要部件。机舱罩后部的上方装有风速和风向传感器，舱壁上有隔音和通风装置等，底部与塔架连接。塔架支撑机舱达到所需的要求，其上安置发电机和主控制器之间的动力电缆、控制和通信电缆，还装有供操作人员上下机舱的扶梯。基础为钢筋混凝土结构，根据当地地质情况设计成不同的形式。其中心预埋与塔架连接的基础部件，保证将风力发电机组牢牢地固定在基础上，基础周围还要设置预防雷击的接地装置。

对于不同类型的风力发电机，控制单元会有所不同，但主要是因为发电机的结构或类型不同造成的控制方法不同以及定桨距和变桨距的差别，从而形成多种结构和控制方案。在大多数情况下，风力发电机组控制系统由传感器、执行机构和软/硬件处理器系统组成，其中处理器系统负责处理传感器输入信号，并发出输出信号控制执行机构的动作。

（1）传感器一般包括以下装置：

1）风速仪。