大型风电机组变桨系统超级电容的选择及其自检策略的研究.pdf

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1、大型风电机组变桨系统超级电容的选择及其自检策略的研究吴鹏,许明,卢晓光(许继集团有限公司,河南许昌461000)SelectionandSelf——checkingControlofSuperCapacitorforLarge——scaleWindTurbinePitchSystemWUPeng,XUMing,LUXiaoguang(XJGroupCorporation,Xuchang461000,China)摘要:机组在发生电网故障时,为了保证风机组的主控系统,是风电机组的核心部分L1]。它承担能够快速收桨以保证风机安全,变桨系统配备了一着风机监控、自动调节、实现最大风能

2、捕获以及保套由超级电容组成的备用电源。分析了变桨系统证良好的电网兼容性等重要任务,它主要由监控系超级电容的布置方案,对风电机组电网故障工况进统、主控系统、变桨控制系统以及变频系统(变频行了仿真计算,得到了2MW风电机组的超级电容器)几部分组成[2]。在风机启动之前,主控系统需对的容量和型号,同时对风电机组变桨系统的电容自变桨系统进行自检,确保变桨系统运行正常,其中检策略进行了分析,并在风场运行中进行了验证。对变桨系统超级电容的检测是必须的。超级电容关键词:风电机组;超级电容;自检是风机安全运行的重要保证,确保风机在电网故障中图分类号:TM614时,为叶片顺桨提供必须的能量,

3、保证机组能够安文献标识码:A全停机。文章编号:1001—2257(2015)04—0036—041变桨系统及超级电容方案Abstract:Whenthegridfaultoccurs,inordertoensurethatthepitchsystemcanbequicklyto变桨系统的主要功能是通过调整叶片的桨距feather,thepitchsystemequippedwithaspare角,改变气流对桨叶的攻角,从而控制发电机的输powersupplycomposedofsupercapacitor.Thisar~出功率[4]。在此,变桨系统采用的是电动变桨距伺tic

4、leanalyzesthelayoutschemeofpitchsystemof服系统,电动变桨距伺服系统是利用电动机驱动实supercapacitor,onwindpowergridfaultcondition现的,电动机经过减速机,带动叶片顺时针或逆时tocarryonthesimulationcomputation,gettheSU—针旋转,实现叶片的桨距角调节。percapacitorof2MWwindturbinecapacityand每个叶片的变桨控制柜,都配备一套由超级电容组成的备用电源。变桨系统后备电源是在风电type,furthermore,self—ch

5、eckingcontrolofsupercapacitorareanalyzed,andverifiedinwindfield.机组失去外部电源时保证机组能够安全停机的最后保障,其容量要满足驱动电机把桨叶从工作状态Keywords:windturbine;supercapacitor;self~顺到停机状态所需能量。当来自滑环的电网电压checking掉电时,备用电源直接给变桨控制系统供电,仍可保证整套变桨电控系统正常工作。0引言变桨用超级电容的基本工作原理为:风机正常运行时,电网正常输入电能,智能管理单元控制的风能是发展最快的可再生能源,也是最具有大充电器给超级电容器组充

6、电,直至超级电容达到额规模开发和商业化发展前景的可再生能源。风电机定电压;紧急运行工况下,风电机组需紧急变桨,控收稿日期:2014—11—14制系统发出指令,超级电容储能系统放电,驱动变·36·《机械与电子)2015(4)型电容的选择及桨系统将叶片顺桨,风机安全停机。流伺服电机的供电装置,使叶片变桨;紧急情况下1.1超级电容模型(如电网发生故障等),变桨使用备用电源作为直流超级电容是一种双层电容,它利用活性炭多孔伺服电机的供电装置,使叶片顺桨。变桨系统这2电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。种运行状态的切换,可通过紧急转换控制电路控制得益于纳米技术的进步,超级电容技

7、术获得了突破来实现l9]。性的进展,其性能进一步提高,制造成本大大降2风电机组变桨工况仿真分析与超低]。作为一种理想的短期储能元件,超级电容具级电容选取有功率密度高、大电流充放电能力强、能量转换效率高和循环使用寿命长等优点]。超级电容的物理2.1变桨工况分析特性非常复杂,参考文献[7]2.1.1变桨工况选择采用梯形电路构建了超级电超级电容在风机脱网或电网故障时才会启动,容的分布参数模型,如图1所因此,根据GL标准选取电网故障工况进行仿真分示。实验显示其特性曲线与.⋯.析,分析用工况如表1所示。实际电容特性十分接近。

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