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对风机偏航系统的理解


偏航系统的作用

偏航系统是风力发电机组特有的伺服系统。它主要有两个功能:一是使风轮跟踪变化稳定的风向;二是当风力发电机组由于偏航作用,机舱内引出的电缆发生缠绕时,自动解缆。

偏航控制系统

偏航系统是一个随动系统,风向仪将采集的信号传送给机舱柜的PLC的I/O板,计算10分钟平均风向,与偏航角度绝对值编码器比较,输出指令驱动四台偏航电机(带失电制动),将机头朝正对风的方向调整,并记录当前调整的角度,调整完毕电机停转并启动偏航制动。

偏航控制系统的各机构

1、风速仪

风力发电机组应有两个可加热式风速计。在正常运行或风速大于最小极限风速时,风速计程序连续检查和监视所有风速计的同步运行。计算机每秒采集一次来自于风速仪的风速数据;每10min计算一次平均值,用于判别起动风速和停机风速。测量数据的差值应在差值极限1.5m/s以内。如果所有风速计发送的都是合理信号,控制系统将取一个平均值。 

2、风向标

风向标安装在机舱顶部两侧,主要测量风向与机舱中心线的偏差角。一般采用两个风向标,以便互相校验,排除可能产生的误信号。控制器根据风向信号,起动偏航系统。当两个风向标不一致时,偏航会自动中断。当风速低于3m/s时,偏航系统不会起动。

3、扭揽开关

扭缆开关是通过齿轮咬合机械装置将信号传递PLC进行处理和发出指令进行工作的。除了在控制软件上编入调向记数程序外,一般在电缆处安装行程开关,当其触点与电缆束连接,当电缆束随机舱转动到一定程度即启动开关。以国内某知名公司生产的1.5MW风机为例,当机身在同一方向己旋转2转(720度),且风力机不处在工作区域(即10分钟平均风速低于切入风速)系统进入解缆程序。解缆过程中,当风力机回到工作区域(即10分钟平均风速高于切入风速),系统停止解缆程序,进入发电程序,但当机身在同一方向己旋转2.5转(900度)偏航限位动作扭缆保护,系统强行进入解缆程序,此时系统停止全部工作,直至解缆完成。当风速超过25m/s时,自动解缆停止。自动解除电缆缠绕可以通过人工调向来检验是否正常。当调向停止触点由常闭进入常开状态时,风机自动解除电缆缠绕,此时风力发电机应不处于维修状态,因此自动调向功能在维修状态时无法使用。

4、偏航编码器

偏航编码器是一个绝对值编码器,可以准确记录偏航位置。因为绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

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