一、系統概述

　　風力發電場具有機組布置范圍廣闊，設備運行的自然環境惡劣等特點，WPCS風電控制系統專為大型風力發電機組而設計，產品集成了當代最先進的電力電子、微電子、網絡和軟件技術，系統的網絡結構如下：

圖1風電控制系統網絡結構圖

　　WPCS風電控制系統包括現場風力發電機組控制單元、高速環型冗余光纖以太網、遠程上位機操作員站等部分。

　　二、風力發電機組控制單元（WPCU）

　　風力發電機組控制單元（WPCU）是每臺風機的控制核心，分散布置在機組的塔筒和機艙內。由于風電機組現場運行環境惡劣，對控制系統的可靠性要求非常高，而WPCS風電控制系統是專門針對大型風電場的運行需求而設計，具有極高的環境適應性和抗電磁干擾等特點，其系統結構如下：

圖2風力發電機組控制單元系統結構圖

　　WPCS風電控制系統的現場控制站包括：塔座主控制器機架、機艙控制站機架、變槳距系統、變流器系統、現場觸摸屏站、以太網交換機、現場總線通訊網絡、UPS電源、緊急停機后備系統等。

[$page]　　三、遠程監控系統（WPCM）

　　所有風電機組通過光纖以太網連接至主控室的上位機操作員站，實現整個風場的遠程監控，上位機監控軟件具有如下功能：

　　①系統具有友好的控制界面。

　　②系統顯示各臺機組的運行數據，如每臺機組的瞬時發電功率、累計發電量、發電小時數、風輪及電機的轉速和風速、風向等，將下位機的這些數據調入上位機，在顯示器上顯示出來，必要時還可以用曲線或圖表的形式直觀地顯示出來。

　　③系統顯示各風電機組的運行狀態，如開機、停車、調向、手/自動控制以及大/小發電機工作等情況，通過各風電機組的狀態了解整個風電場的運行情況。

　　④系統能夠及時顯示各機組運行過程中發生的故障。

　　⑤系統能夠對風電機組實現集中控制。值班員在集中控制室內，只需對標明某種功能的相應鍵進行操作，就能對下位機進行改變設置狀態和對其實施控制。

　　⑥系統管理。監控軟件具有運行數據的定時打印和人工即時打印以及故障自動記錄的功能，以便隨時查看風電場運行狀況的歷史記錄情況。

　　四、WPCS風電控制系統功能

　　WPCS風電控制系統具有以下基本功能：

　　1、數據采集（DAS）功能

　　機組運行過程中進行監測的相關參數包括：

　　（1）電網參數，包括電網三相電壓、三相電流、電網頻率、功率因數等。電壓故障檢測：電網電壓閃變、過電壓、低電壓、電壓跌落、相序故障、三相不對稱等。

　　（2）氣象參數，包括風速、風向、環境溫度等。

　　（3）機組狀態參數檢測，包括：風輪轉速、發電機轉速、發電機線圈溫度、發電機前后軸承溫度、齒輪箱油溫度、齒輪箱前后軸承溫度、液壓系統油溫、油壓、油位、機艙振動、電纜扭轉、機艙溫度等。

　　2、機組啟停、發電控制

　　（1）主控系統檢測電網參數、氣象參數、機組運行參數，當條件滿足時，啟動偏航系統執行自動解纜、對風控制，釋放機組的剎車盤，調節槳距角度，風車開始自由轉動，進入待機狀態。

　　（2）當外部氣象系統監測的風速大于某一定值時，主控系統啟動變流器系統開始進行轉子勵磁，待發電機定子輸出電能與電網同頻、同相、同幅時，合閘出口斷路器實現并網發電。