风电机组超速手/自动偏航安全保护策略研究

华电电力科学研究院有限公司 王照福 卢成志 柳振东 崔 光

随着风电行业的快速发展，风电机组倒塔事故时有发生，给风电制造商，运营商及相关各方带来重大经济损失，甚至严重的人身伤亡事故，严重影响行业发展。其中倒塔的大部分原因是由于风电机组因超速而导致飞车倒塔事故，若风机具备超速手/自动偏航功能，则有很大机会可以避免事故的发生[1]。

为使风电机组叶轮正常工作时保持正对来风的方向，以充分利用风能，风电机组都具有偏航系统。该系统通过调整风机叶轮朝向及时跟踪风向的变化，最大限度地捕获风能[2]。偏航系统可调整风电机组叶轮与风向的夹角，夹角增大时风电机组叶轮吸收的风能减小，当夹角达到90度时风电机组叶轮吸收的风能无法驱动传动链转动。目前大多数风电机组在“安全链”断开情况下不能启动偏航系统，出现紧急情况时无法依靠偏航系统动作使风电机组“侧风”保护，避免风电机组飞车[3-5]。改造应实现以下功能：超速信号采用主机超速开关外扩继电器方案接入独立偏航PLC；建议在风电场中控室做一个单独画面实现远程应急偏航的监控。

1 偏航系统现状

紧急偏航模式启动和停止条件：满足触发条件的风电机组可自动进入紧急偏航模式，自动偏航90度后退出紧急偏航模式，主要涉及的条件和逻辑如下：启动条件。持续超速时间超过t：启动参考时间（根据不同机型调整时间t）为软件超速1r/min7s、软件超速2r/min5s、软件超速3r/min2s，安全链断开但叶轮转速不下降（120s 后叶轮转速大于2r/min）。……