風力發電機組控制系統探討

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的1篇風力發電機組控制系統探討范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

風力發電機組控制系統探討:選兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統

摘 要

在新常態經濟發展的新形勢下，我國的各大產業都進行了結構上的調整、優化，并且我國的相關政策也明確要求要大力發展環保經濟，構建資源節約型和環境友好型社會。本文圍繞兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統的組成成分和其所具備的優勢特點展開，對兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統的工作原理和工作過程進行詳細的分析、論述，以促進我國新能源資源的快速開發。

【關鍵詞】變速恒頻 風力發電機組 控制 系統

隨著科學技術、經濟、社會的進一步發展，我國的各大產業都進行了結構上的調整，我國政策也明確的要求要大力發展環保經濟，構建資源節約型和環境友好型社會?？茖W技術的飛速發展，國家經濟實力的提升，為我國新能源――風能的開發提供了技術支撐和雄厚的物質保障。眾所周知，風能資源是大自然饋贈于人類豐厚的禮物，這種資源取之不盡、用之不竭，是人類社會發展中一大綠色能源資源。為了有效地促進風能資源的開發、利用，降低其使用成本，加大對兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統進行深入的研究力度是有效地方法之一。

1 兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統的構成

風力發電機組控制系統在機組進行運轉的過程中扮演著至關重要的角色，如果將這一系統比作生物人的話，那么其控制系統就相當于生物人的神經指揮、控制中樞，其重要地位不言而喻。在這一系統中，各個部分之間在功能上既相互獨立又相互聯系，共同影響著發電機組的工作狀況，控制系統、傳感器、總控制器、風輪、增速機構以及電網等都是其重要的組成部分，具體的示意圖如圖1所示。

2 兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統的優勢特點分析

由于兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統研發面世的時間比較晚，其主要是在整合失速型風力發電機組的相關原理與技能的基礎之上而問世的，對失速型風力發電機組進行了取其精華棄其糟粕的加工處理后具備的主要優勢、特點有：

（1）兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統輸出的功率要更平穩一些，對功率進行平穩的輸出是為了保證發電機組在穩定的狀態下進行持續性的工作；

（2）變速恒頻風力發電機組系統可以最大限度地捕獲風能，在額定的風速以上進行作業，這樣既能充分地利用風能資源，又能增添其作業時的安全性；

（3）變速恒頻風力發電機組系統具有更好的柔性，其控制系統擁有更加完善的保護功能裝置。兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統所具備的這些優勢和特點，既對我國的新能源資源開發、利用技術進行了大力的傳承、發揚，同時又為我國清潔能源――風能的開發提供了性能更優的技術、設備支撐，有力的促進了我國經濟、社會、環境的生態化、和諧化、環?；l展。

3 對兆瓦級變速恒頻風力發電機組的控制系統的分析、研究

我國變速恒頻風力發電機組的控制系統組成圖如圖2所示。

3.1 變速恒頻風力發電機組系統的控制原理依據分析

在兆瓦級變速恒頻風力發電機組系統控制中，其原理的主要依據是貝茲證明：

Pr=0.5 δ π R2 Cp （1，λ，β） V3

在這一公式中，δ：空氣的密度；

V：風的速度；

R：風輪的半徑；

Cp（λ，β）：風力機的功率系數；

λ：葉尖速比；

β：槳葉節距角；

3.2 對兆瓦級變速恒頻風力發電機組系統的控制過程分析

一般的，兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統在進行運轉作業時，其主要的運作過程有以下五部分：

（1）當外界的自然風力的速度大于變速恒頻風力發電機組啟動時的風速，并持續達到十分鐘的時間時，風力發電機組的控制系統就會驅動整個機艙，其主要是根據風向傳感器所指示的方向來進行的自動對風，并使葉輪自動處于迎風位置，即迎風口。

（2）當外界的自然風力的速度持續達到第一步中的切入風的速度十分鐘時，控制系統中的制動器松閘，此時，風力機會由最開始的待機狀態進入到比較低的風速啟動狀態，這時候，葉輪就能夠吸收風能，齒輪箱的運轉速度也能夠在短時間內得到極快的提升并帶動變速恒頻風力發機的轉動，進行相關的作業。

（3）當變速恒頻風力發電機的轉速達到小電機并網的要求時，并在相關的工作人員對其設備進行檢查確保沒有故障問題之后，將小發電機并入電網。

（4）當變速恒頻風力發電機的轉速達到大電機的并網要求時，在相關的工作人員對其設備進行檢查確保沒有故障問題之后，將大發電機并入電網。

（5）相關的工作人員要對大發電機和小發電機同時進行功率的補償和速度功率以及發電功率的優化。

在分析、闡述的過程之中，我們可以明顯發現這一裝置系統還需要進行優化升級，以此來增強其性能，擴大其用途，經過相關學者和專家研發的網側變換器控制策略就是一種不錯的改進策略。至于其具體的工作原理和裝配設置，筆者在此就不一一贅言了。

4 結束語

在新常態經濟發展的新形勢下，為了有效地促進我國清潔能源資源――風能資源的開發利用，加大兆瓦級變速恒頻風力發電機組控制系統的研究力度，改進其控制技術、策略，是當前我國開發新能源資源的一項有效方法和技術。在我國的未來發展中，應該投入更多的時間、經歷和物資在這一領域的開發、應用，以促進我國清潔能源資源的進一步開發、利用、發展。

作者單位

北京京能新能源有限公司輝騰錫勒風電分公司 北京市 013550

風力發電機組控制系統探討:基于ATMEGA16垂直軸風力發電機電壓控制系統設計

摘要：本文介紹了基于Atmega16的電壓控制系統設計，該控制系統主要用于同軸型直驅式永磁風力發電機的電壓控制，該設計主要分為主電路和控制電路。其中主電路包括：采用二極管和濾波電容組成的整流濾波電路，采用絕緣柵雙極晶體管IGBT作為開關功率管的穩壓電路，以及蓄電池充電電路。控制電路采用ATMEGA16單片機經過軟件編程生成PWM波，作為IGBT驅動電路的輸入信號，從而對IGBT的導通關斷進行控制，穩定風力發電機的輸出電壓。同時，在PWM脈寬調制的過程中加入軟開關技術，提高了IGBT的頻率，減小了損耗。

關鍵詞：垂直軸風力發電：PWM脈寬調制：IGBT開關功率管；ATMEGA16單片機；軟開關技術

0　概述

風能作為一種清潔的可再生能源，是新能源開發中重要的項目。風力發電的基本原理是空氣流動的動能作用在葉輪上，將動能轉換成機械能，從而推動葉輪旋轉，通過葉輪旋轉帶動發電機產生電能。垂直軸風力發電機采用葉輪通過轉軸直接連接與發電機轉子的連接方式，不需要迎風調節系統，可以接受360度方位中任何方向來風，主軸永遠向設計方向轉動，提高了風能的利用率，且結構簡單、體積小、成本低、并便于維護。然而風力并不穩定，即單位時間內通過葉輪的風量并不恒定，造成葉輪轉速變化較大，也就無法保證風力發電機的穩定運行，其輸出的電壓、頻率都有較大變化難以使用。為了使風力發電系統輸出的電能能夠應用，需要采用一定的控制系統對風力發電機輸出電壓和頻率進行控制。

本設計是針對同軸型直驅式永磁風力發電機(已獲專利，專利申請號：200810049517)的電壓控制系統。其核心是利用單片機的計算和控制能力對采樣數據進行各種計算，從而排除和減少由于騷擾信號和模擬電路引起的誤差，大大提高了輸出電壓的穩定性，降低了對模擬電路的要求。

1　垂直軸風力發電電壓控制系統設計

本系統由主電路和控制電路兩部分組成，其中主電路包括整流濾波電路、穩壓電路、充電電路；控制電路包括Atmega16、檢測保護電路、顯示電路等。如圖1所示：

1.1　主電路設計

主電路的輸入端采用二極管搭建的三相橋式不可控整流電路，將發電機輸出24V～100V的不穩定交流電轉化為不穩定的近似直流電，再經電容濾波獲得平滑的直流電；穩壓電路將近似直流電通過閉環控制電路轉化為穩定的直流電壓向蓄電池充電。如圖2所示：

(1)BUCK電路

穩壓電路是采用絕緣柵雙極晶體管IGBT作為開關功率管的降壓斬波電路，當IGBT接通時，經電容濾波獲得平滑的直流電通過LL平波和CS濾波后向蓄電池充電；當IGBT關斷時，LL通過二極管D7續流，保持充電電流連續。

1.2　控制電路設計

垂直軸發電機的電壓穩定控制電路如圖3所示，由單片機Atmega16、驅動電路、顯示屏等組成，完成控制和驅動輸出兩部分。同時在PWM脈寬調制的過程中采用軟開關技術。

(1)Atmega16

Atmega16是ATMEL公司設計研發的高速低功耗8位單片機，其I／O口功能強，具有2路PWM直接輸出，可以驅動開關管，8路10位高速A／D轉換功能，能夠采樣得到蓄電池充電數據進行實時分析，從而精確控制充電電壓，且

使用方便快捷。

在本系統中，Atmega16主要用于產生一定脈寬的PWM波，作為IGBT驅動電路的輸入信號，根據基準電壓與檢測到穩壓電路的輸出反饋電壓的比較，調整脈寬。改變占空比，控制發電機輸出電壓，并對充電電壓進行實時監控；同時，風輪轉速和充電電壓等模擬信號經單片機內部A／D轉換為數字信號，再經單片機處理后由顯示屏以數字方式顯示。

(2)驅動電路

本設計中采用惠普公司的成品驅動模塊HCPL316J來驅動IGBT，可以大大提高設備的可靠性。該芯片為光耦隔離，COMS／TTL電平兼容，過流軟關斷，最大開關速度為500ns，工作電壓15V～30V，欠壓保護，可以驅動150A／1200V的IGBT。

驅動電路如圖4所示，由單片機產生的PWM波信號加在HCPL316J的第1腳，輸入部分需要1個5V電源，RESET腳低電平有效，故障信號輸出由HCPL316J的第6腳送至單片機的PD0口關閉PWM波信號，在發生過流情況時及時關閉PWM輸出。輸出部分采用+15V和-5V雙電源供電，用于產生正負脈沖輸出，HCPL316J的14腳為過流檢測端，通過二極管VD檢測IGBT集電極電壓，在IGBT導通時，如果集電極電壓超過7V，則認為是發生了過流現象，HCPL316J慢速關斷IGBT，同時由第6腳送出過流信號。

(3)軟開關技術

軟開關技術是在脈沖調制電路中，加入L、C諧振電路，使開關器件中的電流或電壓按正弦或準正弦規律變化。當電流過零時，使器件關斷，當電壓過零時，使器件開通，實現開關的近似零損耗。同時，有助于提高頻率，提高開關的容量，減小噪聲。

本設計中增加了帶有輔助開關控制的零電流開關變換，如圖5所示。當S1、S2導通時，在LR的作用下，S1零電流導通，ILR=I0o當S1、S2導通一關斷時，CR開始產生電壓，D7在零電流下自然關斷；之后，LR與CR開始諧振，經過半個諧振周期，ILR再次諧振到I0，UCR上升到最大值，而ICR為零，S2關斷，UCR和ILR將被保持。當S1導通、S2關斷時，Uin正常向負載I0供電。當S1導通一關斷、S2導通時，在LR作用下，S2電流為0，諧振再次開始，當1LR反向諧振到0時，S1完成

關斷。當S1關斷、S2導通時，UCR在I0作用下，衰減到0。當S1關斷、S2導通一關斷時，D7自然導通開始續流。由于D7的短路作用，S2可在此后至下一周期到來前完成關斷。S1、S2均由單片機進行控制，其中S1在前四個階段均導通，恢復及續流時關斷，S2的作用主要是隔斷諧振產生保持階段。S1、S2的有效控制產生了PWM的效果，并利用諧振實現了自身的軟開關。

2　系統軟件設計

系統軟件的設計是實現垂直軸風力發電電壓控制系統正常運行的主要條件，采用模塊化設計增強了程序的可移植性。整個軟件系統主要分為四大模塊組成：初始化模塊、數據采集與處理模塊、中斷模塊、顯示模塊。

系統的主程序設計主要實現的是各模塊程序的鏈接，如圖6所示。系統上電后，首先進入初始化模塊，對單片機內部的AD、中斷、顯示等各參數進行初始化；接下來進入數據采集與處理模塊，單片機通過傳感器和充電電路的采樣電阻分別循環采樣垂直軸發電機的風輪轉速和充電電壓，然后將采樣值經AD轉化處理后進入顯示模塊，將采樣值顯示在液晶屏上；同時在中斷模塊中，將系統輸出反饋電壓與預先設置的基準電壓按一定比例進行比較，調整脈寬，改變占空比，控制發電機輸出電壓。

系統軟件設計重點是中斷模塊。在程序中將單片機的PD4口設置為輸出PWM波，同時設置基準電壓U0和輸出的PWM波頻率。單片機將系統輸出反饋電壓U和U0進行比較；當U與U0不相等時，程序產生中斷，單片機根據q=U*q0／U0計算出所需要的占空比，從而改變PD4口輸出的高低電平的持續時間，產生PWM驅動信號，控制IGBT的通斷時間，調整充電電壓。

3　總結

本設計采用單片機控制，能夠解決風力發電輸出電壓和頻率范圍過大。無法給蓄電池充電的問題，且具有穩壓精度高、安全可靠、結構簡單、成本低廉、高效率、可維護性好且能自動調節等特性，可廣泛應用于垂直軸風力發電系統。

風力發電機組控制系統探討:風力發電機組電動變槳控制系統論述

【摘要】在風力發電機組中，變槳機組已經取代定槳機組成為風機商業化發展的主流。變槳系統是風電機組功率控制和平穩運行的重要執行部分，在其運行中發揮著主導作用。本文主要討論風力機組功率控制方法，研究了模糊PID 統一變槳距功率控制系統、基于來流角預測的獨立變槳距功率控制策略。

【關鍵詞】變槳機構；獨立變槳；

一、變槳系統控制原理

本系統采用變速變槳距調節的控制方式，通過頻率轉換器耦合發電機與電網，允許通過控制發電機的反作用力矩來改變轉速，在高風速時，轉矩被保持在額定水平，變槳距控制用于調節轉速及功率，

二、控制器及仿真模型建立

針對本系統，將模糊控制與PID控制算法相結合設計了一種通過模糊規則切換兩種控制規律的無觸點的切換方式，優化了控制器的設計，彌補了常規算法的不足，采用這種方法的Fuzzy-PID分段復合控制器和仿真模型

三、風電機組控制系統概述

隨著風電機組單機容量的不斷加大，塔架高度和葉輪直徑也隨之不斷擴大，兆瓦級風力發電機組在額定風速的情況下，槳葉在旋轉過程中其最高端和最低端垂直高度上的功率吸收相差20% 以上，這使得普通葉輪統一變槳距控制在大型機組上無任何優勢可言。變槳距控制系統作為兆瓦級風力發電機組控制系統的核心部分之一，對機組高效、穩定、安全的運行具有非常重要的作用。而獨立槳葉變距系統的每只槳葉都有一套獨立的變距伺服驅動系統，采用獨立槳葉變槳距控制方法可以減少傳動系統的故障率，減輕輸出力矩脈動，提高系統運行可靠性和穩定性，提高機組運行壽命。同時獨立槳葉變距控制不僅擁有普通葉輪整體變距控制的優點，還能很好地解決垂直高度上風速變化對風機的影響這一不利因素。但是如果采用液壓伺服驅動，其系統結構過于復雜，會給維護和修理造成一定難度。因此，獨立變槳距控制系統現在通常都采用電動機驅動方式。

本文在分析風電機組變槳距控制研究現狀的基礎上，提出優化的變槳距控制策略，利用Matlab/Simulink對其進行仿真，設計了基于模糊控制的變槳距控制器，使控制效果得到了提高。下面的實例，是以典型的獨立變槳控制系統來說明變槳控制系統的基本構成。一般的獨立電動變槳控制，主要是由3套獨立的變槳裝置組成，不但提高了風力機的輸出功率，還可以允許3個槳葉獨立變槳，即使在其中一個槳葉剎車制動失敗時，其他2個槳葉也可以實現安全剎車的過程，提高了整個系統的安全性，能全面滿足其剎車制動需要。

電控變槳系統構成

變槳距控制（Active Pitch Control）技術，簡單來說就是通過調節槳葉的節距角，改變氣流對槳葉的攻角，從而控制風輪捕獲的氣動功率和氣動轉矩。近年來國內外在變槳距控制上，主要采用液壓變槳控制和電控變槳控制，以及目前正處在研制階段的電液比列變槳控制。其中電變槳距主要采用了兩種控制方法，即統一變槳距控制（Collective Pitch Control）和獨立變槳距控制（Individual Pitch Control）。統一變槳距控制指風力機全部葉片的節距角都同時改變相同的角度，是目前使用最廣泛、應用最為成熟的控制技術；獨立變槳距控制是指風力機的每支葉片根據自己的控制規律獨立地變化節距角，是在統一變槳距的基礎上發展起來的新型變槳距控制理論和方法，具有較高的前導性。

四、統一變槳距的功率控制與仿真

PID控制器根據PID控制原理，對整個控制系統進行偏差調節，以其算法簡單、應用性好、可靠性高等優點，廣泛用于工業自動控制領域。根據有關實驗證明，基于模糊邏輯的參數自整定PID控制器，在解決線性控制問題的同時，也能很好地應用于非線性系統。在功率控制過程中，模糊控制器根據功率偏差信號e及其變化率e調節比例系數Kp、微分系數Kd和的積分系數Ki數值，因此模糊控制規則是模糊控制的核心算法。從實際控制經驗和PID算法中各環節的不同作用，設計者可以總結出參數整定規則，這些規則為制定模糊控制規則提供了依據和算法基礎。

五、獨立變槳距功率控制與仿真

風速在風輪平面內沿高度的分布具有極高的持續性和規律性，因此我們可以利用神經網絡技術對其進行預測。其預測方法為，預先測量塔影效應和風切對風速分布的影響，之后使用大量觀測數據對神經網絡進行訓練，使用訓練好的神經網絡去估算不同高度的風速?？紤]到在統一變槳的基礎上，用特定式對每個槳葉指定位置的來流角進行實時預測，并利用其變化量分別修正每個槳葉的節距角，則得各槳葉的節距角變化量，最后以特定式實現對來流角的預測。

六、統一變槳與獨立變槳的系統分析

在風力機槳葉氣動力分析中我們得知，槳葉在劇烈變化的軸向氣動力下將產生“揮舞”型震顫。鑒于此，通過節距角跟隨來流角變化式來完成獨立變槳控制。預測段來流角的變化能被各槳葉的節距角迅速跟蹤，可以很好地限制攻角周期性變化幅值，減輕了槳葉的氣動疲勞載荷，同時也控制了軸向氣動力變化的幅值，對于延長槳葉的使用壽命起到了重要作用。

獨立變槳和統一變槳在功率控制效果上，獨立變槳比統一變槳更合理。在大型風力機中，槳葉會因氣流發生“揮舞”型震顫，通過分析和仿真，我們提出基于來流角預測的獨立變槳距控制策略，應用于統一變槳的模糊PID 參數自整定控制器設計，這就能使統一變槳距控制較好地實現大型風電機組對功率控制的要求。由于風速在風輪平面上分布不均勻，獨立變槳可以使節距角在風速低的位置時較小，風速高的位置時較大，這樣可以減少槳葉在風輪不同位置的氣動扭矩波動，使輸出功率更平穩。仿真結果表明，獨立變槳距控制可有效減輕槳葉的氣動疲勞載荷，減小因風速沿高度分布不均勻產生的氣動軸向力的周期性變化，因此獨立變槳距控制比統一變槳距控制所輸出功率更加穩定。本文僅對變槳距控制的方法和控制結果進行分析，尚待在生產實踐中進行驗證。

風力發電機組控制系統探討:風力發電機組電氣與控制系統快速檢修思路探索

【摘 要】風電機組檢修是發電設備管理中必不可少的一環，筆者結合現場工作經驗，闡述了對機組控制系統、電氣系統故障檢查工作的思路，并進行了歸納和總結，為風電場檢修新員工快速理解風電機組功能原理，掌握設備檢修方法提供了參考。

【關鍵詞】風電機組；設備檢修；電氣檢修；控制系統；故障診斷；風力發電；清潔能源

0 引言

在風電場組建檢修隊伍開始，往往不乏剛從學校走向崗位的畢業生，沒有見過風電設備，同時更不具備對設備的檢修經驗。如何在短期內完成對新員工的安全和檢修技能培訓，使其短時間內具備分析故障、處理故障的能力，是擺在檢修部門面前的一道難題。由于新機組運行較穩定，故障率較低，除了在實習期內由師傅帶徒弟上機維護外，基本沒有更好的辦法讓新員工快速積累檢修經驗。

因此，為解決這個問題，檢修部門往往編制出自己的檢修作業指導書或故障處理手冊，檢修班長也需要將自己的檢修經驗的精華總結出來，從理論上向新員工進行灌輸。但是只有文字、圖片還是不夠的，為提高新員工的實際操作水平，筆者認為在保證安全的情況下，設置一些故障讓新員工進行實際操作，是十分有必要的，并且，應將設備檢修過程條理化。本文主要從控制系統、電氣系統闡述給新員工進行故障分析和實際操作培訓的一些思路，使其建立對設備功能的系統認識和檢修操作能力。

1 風電機組電氣和控制系統檢修的總體框架

控制系統是風電機組的大腦和神經，感知和控制風電機組所有系統的設備，并使其正常運行。

風電機組控制系統主要由PLC主機，PLC通訊模塊，安全鏈模塊、數字輸入DI、數字輸出DO模塊和模擬輸入模塊AI等專用模塊組成。通信模塊通過某種通訊協議將PLC主機的指令和設備狀態信息進行傳輸，使相應的電氣設備工作在要求的狀態下。

風電機組安全鏈回路是保障機組安全運行的重要回路，由多個節點采取串聯回路連接而成，只要回路中有一個節點斷開，安全鏈便發出指令讓風電機組馬上緊急停機，避免發生安全事故，從邏輯上看，安全鏈的各個環節是邏輯與的關系，只有安全鏈各個邏輯量是1，機組才允許正常運行。安全鏈回路監控的項目有：超速，振動，變槳，偏航扭纜，緊急停機按鈕，PLC主機等。

在風電機組報故障后，現場檢查的方法往往是頭痛醫頭腳痛醫腳，沒有對設備進行系統的檢查。對于新員工來說，對設備的認知也經常是局部的，沒有連貫性和系統性的認識。同時，故障報警列表中，往往不能直觀看出故障的先后順序，且故障總數有時可能達到5～10條，如此情況對于新員工來說，無疑加大了學習和實踐的難度。為使其系統化的理解和扎實的掌握檢修技能，根據現場的檢修經驗，總結出如下的檢修思路。

2 風電機組電氣和控制系統檢修的具體步驟

2.1 PLC檢查

由于PLC是控制的核心，所以要首先檢查PLC的工作是否正常。通過檢查操作界面，確認PLC的軟件版本、工作狀態是否正確，不存在死機的現象。之后，外部檢查PLC的狀態顯示是否正常，同時感知PLC外殼，確定設備工作沒有過熱現象。

2.2 通訊檢查

PLC工作正常后第二步檢查通訊功能，如果控制系統通訊存在問題，則風電機組所有的設備狀態包括安全鏈的信號都無法檢測到。通訊模塊檢查項目主要包括：通訊模塊的電源供電模塊是否正常工作，通訊模塊的接頭和接線是否正確，設置的通訊波特率是否合適，通訊地址是否正確，通訊光纖的信號強度是否充足，接線是否正確。

2.3 安全鏈檢查

在通訊功能正常后，第三步檢查安全鏈回路。根據風電機組的控制邏輯，如果安全鏈回路不閉合，機組的主要設備都是不能開始工作的。安全連回路檢查流程中，首先要確認安全鏈模塊的工作狀態正常，安全鏈的軟件工作正常，如果安全鏈模塊已經發生損壞，則在更換新模塊之前，后面一切檢查都是徒勞的。如果安全鏈軟件有問題，則需要重新下載或灌裝安全鏈程序。

排除軟硬件故障后，在根據電路圖紙接線原理，根據回路檢查各安全節點的功能是否正常，檢查過程中要分清故障原因。有的情況是安全鏈信號傳輸過程中存在干擾或故障，而非發生了不安全事件。而有的故障原因是設備運行狀態確實達到了觸發安全報警的極限。如發生了嚴重的扭纜狀態，機艙振動超限等。當所有安全連回路閉合，且狀態正常后，主設備開始工作，之后就可以進行各分系統的檢查和故障排除。

2.4 各分系統設備檢查

風電機組各分系統設備包括變槳系統、偏航系統、液壓系統、潤滑系統、冷卻系統等。在檢查這些系統設備時，要嚴格按照電路圖所指示的回路進行檢查。而檢查電氣回路的類別主要分為控制回路和動力回路。

控制回路主要有測量、控制和反饋三種功能。測量功能主要是將各類型傳感器如溫度、壓力、轉速、位置、加速度、風速、風向、電壓、電流等信號轉換成特定范圍的電壓信號以供PLC卡件測量來判斷設備的工作狀態。傳感器的電壓一般較低，但是也有例外情況，如有些電壓互感器的電壓值就在230V，如不小心，會有觸電的危險。這些測量信號有的是電壓信號，有的是電流信號轉換成電壓信號。因此，檢查和更換傳感器時，要注意電流傳感器回路中的分壓電阻的好壞，更換新的傳感器后也要注意安裝正確的分壓電阻。

控制功能主要是由PLC卡件發出24V控制信號，用弱電控制接觸器吸合和斷開以實現接通或斷開動力電源的目的，達到自動啟停電氣設備的作用。接觸器常見的損壞形式有，觸頭粘連，電磁線圈失效等，其結果均造成不能有效控制電氣設備，直至設備狀態參數超出正常的范圍而被測量信號檢測出來，報出故障。

反饋功能回路是對于一些帶有輔助觸點、漏電保護或過流保護的開關和接觸器，用來監視、檢測這些設備的狀態，從而判定是否有過流、漏電等故障，這些信號一般是與PLC數字輸入的DI卡件形成的回路，通過常開、常閉邏輯判定被監控設備的工作狀態。DI模塊及回路使用相同的0V和24V的直流電壓而不是動力電壓380V，如當空開跳開后，連帶的輔助開關也跳開了，PLC的DI模塊由閉合變成斷開，使PLC捕捉到這些信號，并報出故障。

動力回路主要有三相回路和單相回路，單相電壓主要有230V和380V兩種。不論是檢查接觸器還是接線端子檢查，在檢修過程中都要注意斷電和驗電的安全事項。同時在上電前要注意檢查設備的相間及對地絕緣狀況，以免上電出現短路，損壞設備。在電機維修后，還要驗明相序是否正確，避免電機反轉。

電氣設備故障的檢查應首先根據故障類型對照圖紙找到相應的電氣回路，觀察回路中有無明顯的故障現象，如跳閘、過熱、燒損或接線松脫等，以判定是否出現過流現象或電氣元件的機械零件失效，進行更換。如沒有明顯故障現象，通過控制界面查看是哪個反饋信號或測量信號不正常，檢查對應的設備工作狀態是否存在問題。如設備狀態正常且無損壞，檢查測量回路和反饋回路是否正常。如無問題，檢查控制回路及控制元件，之后是動力回路和電氣設備。按照上述檢測方法，不但使檢查思路變得較為清晰，同時也加深了新員工對控制系統和電氣系統的認識。

3 結束語

總之，隨著風電機組的不斷發展，機組的故障診斷技術也在不斷發展，各種診斷技術的相互融合，優勢互補是保證故障診斷準確有效的方向，成熟良好的診斷技術應用在風電機組中，必將推動風電事業的進一步發展。