关键词：双馈风电机组；转速控制；转速控制参数值
一、引言
在进行双馈风电机组转速控制、设置转速控制参数值时，相关的技术人员需要注意综合考虑风电机组不同零件运行情况，保证零件运行的协调性，从而促进不同目标的实现。具体的目标如：促进零件和整体机组的安全性，保证风电机组稳定、长久的运转，增强机组发电的水平，降低风速变化造成的影响等。相关的技术人员需要始终加强对双馈风电机组转速控制工作。
二、变速双馈风电机组优势
双馈风电机组转速控制情况主要分为两种类型。其一，是风电机组超过额定风速时，机组会调节桨距角，释放多余的能量；其二，是风电机组低于额定风速时，结合变频器控制调节工作，改善发电机的电磁转矩，有效实现机组转速控制。相比于恒速机组，变速机组主要包括以下优势。比如，变速机组能够根据自然状态下不同的风速转变叶轮转速。如果自然风的风速增加，会进一步使得机组叶轮转速提升，转速形成的能量中一部分采用动能形式进行存储，以此保证整体机组相同的输出功率；如果自然风的风速降低，叶轮中事先存储的动能能够借助电能形式输出，保证平稳的机组功率，避免因风速变化，影响电网运行稳定性。通过变速机组的运行，还能够保证在受力突变情况下，降低对机组传动机构的影响，保证机组机械部件正常运行，降低部件磨损，对风电机组和零部件的寿命有效延长。在此基础上，相比于恒速机组，变速机组中的叶轮还有更宽的风速范围，有利于跟踪最佳的叶尖速比，从而进一步保证最大的风能利用系统，对整体系统运行效率有效提升。
三、双馈风电机组的转速控制措施
（一）多重超速停机保护
变桨系统在变速风电机组中具有独立性。变桨驱动器和变桨控制器是变速风电机组中的两个主要组成部分，且不同部分也有独立的控制程序。在执行主控制程序命令的同时，在一定的环境下，变桨驱动器和变桨控制器还能够结合具体情况，设定自动执行其他命令。如果双馈风电机组运行超过额定范围，变桨控制器会自主运行相应的命令，使得机组停机，有效控制机组的转速，保证机组的安全。变桨控制器控制机组停机的主要原理是：齿轮箱高速轴测速探头检测机组的转速，在转速高出1950rpm时，会触发机舱硬件超速模块，随后传递信号到变桨控制器中。变桨控制器结合自身独立的程序设定，在0.3秒延迟后，变桨控制器自动执行顺浆停机操作，从而保证机组安全。在变桨控制器完成顺浆停机后，其会将超速的信息传到机组主控程序中，此时主控程序会报出故障。但需要注意的是，变桨控制器会优先执行主控程序的命令。通过上述执行顺序，能够保证“极限阵风”命令行使的同时，及时保障机组中出现的故障。比如，如果风电机组由于较高功率以及较高转速导致机组停机，这时已经满足上述条件，但此时机组仍然显示“变频器故障”。通过这样的操作，能够明确机组故障，也有利于后续的大数据分析工作。
对于双馈风电机组，如果转速超过额定范围，会出现自动甩负荷脱网的情况。如果机组转速高于2000rpm或2050rmp时、持续时间大于0.1秒后，变频器会自动脱网，随后传递信号到主控程序中，有效控制双馈风电机组的功率和电压，有效保护机组的发电机和变频器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果双馈风电机组因报出“变频器超速”导致机组停机，说明机组叶轮有过高的转速，且不能采取有效措施限制叶轮转速。
（二）“极限阵风”程序
“极限阵风”程序主要存在于主控程序之中，保证其顺利运行，有利于促进整体机组运行的长久性和稳定性。在稳定的自然风情况下，结合主控程序的相关参数设置，如额定功率、额定转速等，保证机组在正常的范围内运行。在出现极端风的情况下，会使得机组叶轮转速提高，如果转速高出1960rmp，且该情况持续时间超过0.2秒，会出现机组瞬间限速情况，此时主控程序“极限阵风”，降低转速，避免出现更高的转速，并实现最大的储能，降低机组振动的情况，保证稳定的机组输出功率。
四、双馈机组超速参数设置
在超同步情况下，双馈风电机组中的转子转速会大于同步转速，在此基础上，如果有较小的超度保护定制，会使得超速保护停机的情况发生，从而进一步影响机组正常发电。如果机组运行过程中有过高的转速，会进一步影响变频器、发电机安全运行。因此相关的技术人员需要注意设置合理的超速参数。在对超速参数设置的过程中，相关技术人员需要主要考虑不同方面的内容，主要包括以下几个方面的内容。其一，在出现甩负荷停机时，需要保证机组有充足的空间飞升转速。在高负荷情况下，在执行高、低电压穿越时，需要有一定的上升空间，不要由于超速保护的情况导致停机脱网。如果机组由于甩负荷停机，也同时需要有足够的飞升速度空间。其二，考虑发电机的承受能力。在相关的标准中，对于处于热态的发电机，需要承受的最大工作转速为1.2倍，持续时间为2分钟。因此在对超速参数设置的过程中，需要注意考虑发电机的承受能力。其三，考虑双馈机组中发电机转子电压以及变频器容量。一般情况下，双馈风电机组中的变频器有较小的容量。在相同的发电机定子输出量时，转差率与变频器的励磁容量之间是正比关系。如果双馈机组有较宽的运行范围，就意味着机组有更大的转子变频器励磁容量。在对机组系统设计的过程中，需要完善变频器容量以及发电机转速范围二者的关系，保证机组稳定运行。同时，在明确机组转子开路电压等级时，相关的技术人员要对发电机的转差率和变频器电压风机双向考虑。在不同情况下，转子的电流和电压是不同的，转差率绝对值与转子电压成正比。其四，机组最高并网转速。在对超速参数值以及机组额定转速参数值设置的过程中， 相关的技术人员还需要注意考虑机组上升的空间，保证叶轮的储能作用，对机组效率有效提升。如果机组运行缺少延时超速停机保护会使得机组出现一定的问题，如机组缩小并网运行范围，如果机组出现较高负荷，且风速变化比较快，会使得机组出现频繁停机的情况。在缺少延时超速停机保护的基础上，应用变桨控制算法参数的方式弥补上述不足，会使得机组的发电量和叶轮储能情况受到影响。因此在对双馈机组超速参数设置时，需要对上述不同因素充分考虑，从而保证合理的参数设置，保证双馈机组正常的运行。
结束语
采取合理措施保证对双馈风电机组的控制，有重要的意义和作用，能够保证设备长久稳定运行的同时，还能够在一定程度上发挥机组的作用，对成本有效降低。如果技术人员缺乏对机组转速控制的重视，会导致安全隐患，甚至造成安全事故。因此为了避免发生安全事故，相关工作人员需要注意加强对双馈风电机组不同方面内容的研究，对其中存在的不足和问题有效解决，定期检查机组中是否存在安全隐患，从而进一步保证机组的正常运行，促进发电量的提升。
参考文献：
[1]于会群,高扬,张浩等.并网双馈异步风电机组模糊自适应控制[J].电子测量与仪器学报,2016,30(5):676-683.
[2]李辉,李洋,廖兴林等.基于转速控制的双馈风电机组机侧变流器IGBT器件结温波动抑制策略[J].电工技术学报,2017,32(12):97-107.
[3]王明军.双馈风电机组的转速控制与超速参数设置[J].风能,2019,(6):76-78.
论文作者:史帅
论文发表刊物:当代电力文化》2019年第19期
论文发表时间:2020/4/23
标签：机组论文; 转速论文; 风电论文; 变频器论文; 叶轮论文; 风速论文; 发电机论文; 当代电力文化》2019年第19期论文;