CN104682799A - 风力发电机功率因素季调控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机功率因素季调控制系统，包括时钟发生器，控制器、数模转换器和放大器；时钟发生器与控制器连接，时钟发生器为控制器提供时间，控制器根据该时间对季节进行计算，按季节变化发出调节风力发电机组功率因素调整的数字；数模转换器的输入端连接控制器的输出端，数模转换器将控制器输出的数字信号转换为模拟信号；放大器的输入端与数模转换器的输出端连接，放大器的输出端连接风力发电机组，放大器将数模转换器输出的信号进行放大后用于调节风力发电机组的励磁电流。本发明可使风力发电机在季节变化时，其功率因素自动发生改变。
Description
技术领域
本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机功率因素季调控制系统及方法。
背景技术
风力发电机组在满负荷运行时，功率因素不宜调得太低，这是因为当发电机组功率因素从额定值到零范围内变动时，功率因素愈低，定子电流无功分量也愈大，转子电流也大，这样可能合转子线圈温度超过允许温升，所以在满负荷运行时必须将功率因素调高，即减少无功。
另外，风力发电机组端电压过高，影响了电站的安全运行，容易引发各类事故，电器设备元器件容易击穿烧坏，风力发电机组端电压过高对于运行年限长绝缘老化的机组，会引起绝缘击穿。当风力发电机组端电压高于105% 额定电压时，由于磁通饱和，加速绝缘老化。适当提高发电机功率因素，可使发电机组端电压降低。
根据上述所述可以看出，风电站在运行过程中，风力发电机组功率因素是经常调整的一个参数。另外，怎样根据风电站季节性风量变化大，风力发电机组负荷不均的特点，合理地调整风力发电机的功率因素，满足系统无功负荷的要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明需要解决的技术问题是提供一种风力发电机功率因素季调控制系统及方法，本发明使风力发电机在季节变化时，其功率因素自动发生改变。
风力发电机组功率因素季调控制系统，包括时钟发生器，控制器、数模转换器以及放大器；
时钟发生器与控制器连接，时钟发生器为控制器提供时间，控制器根据该时间对季节进行计算，按季节变化发出调节风力发电机组功率因素调整的数字；
数模转换器的输入端连接控制器的输出端，数模转换器将控制器输出的数 字信号转换为模拟信号；
放大器的输入端与数模转换器的输出端连接，放大器的输出端连接风力发电机组，放大器将数模转换器输出的信号进行放大后用于调节风力发电机组的励磁电流。
所述季调控制系统还包括采集风力发电机组电流的电流采样器，以及采集风力发电机组电压的电压采样器，电流采样器与电压采样器分别与控制器连接，控制器获取风力发电机组的电压和电流值后，计算出当前风力发电机组的功率因素，将当前功率因素与预置的季节因素进行比较，做出是否调整当前功率因素的决定。
所述季调控制系统还包括用于设置控制器内比较参数的输入键盘，该输入键盘连接于控制器的输入端；以及
连接于控制器输出端的显示器，该显示器用于显示当前发电机组的功率因素以及具体预置于控制器内的各种参数。
风力发电机功率因素季调控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，控制器实时获取来自于时钟发生器发出的信号；
步骤S2，控制器根据获取的时间对季节进行计算，判断是否具有季节变化；
步骤S3，若步骤S2 的判断结果为是，则控制器根据变化到当前的季节发出调节发电机组功率因素调整的数字信号。
所述方法还包括步骤S4，控制器根据电流采样器以及电流采样器的提供的采样结果对当前风力发电机组的功率因素进行算；
步骤S5，控制器判断当前功率因素是否在当前季节的功率因素范围内；
步骤S6，若步骤S5 的判断结果为否，则将当前风力发电机组的功率因素调整到当前季节的功率因素范围内。
所述时钟发生器是将累计的计实时间发送到控制器，当一年结束后，时钟发生器受控制器控制而清零，重新进行计时。
采用了上述方案，本发明通过控制器对时钟发生器输出的时间信号进行计算，从而判断季节是否发生变化，以根据控制器内预置的季节发出使风力发电 机功率因素自动发生改变的控制信号。另外，在进行功率因素调整时，本发明首先是将发电机组的功率因素调整在当前季节的功率因素范围内，调整后发电机组在工作过程中可能随环境因素发生变化，因此，通过实时采集电流和电压的值，计算得出当前发电机组的功率值，从而判断得出当前发电机组工作时的功率因素值是否在当前季节的功率因素范围内，如果不在，则发出信号对其进行调整。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1 为本发明风力发电机功率因素季调控制系统的电路方框图；
图2 为本发明的风力发电机功率因素季调控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1，本发明的风力发电机功率因素季调控制系统，包括时钟发生器10，控制器20、数模转换器30、放大器40、电流采样器50、电压采样器60、输入键盘70 以及显示器80。下面分别对每部分进行详细说明：
时钟发生器10 与控制器20 的输入端连接，时钟发生器10 为控制器提供时间，控制器根据该时间对季节进行计算，按季节变化发出调节风力发电机组功率因素调整的数字，该季节可以不是特定的，即与现有的季节不一致，可以按照使用地的风源情况进行编制。时钟发生器是将累计的计实时间发送到控制器，当一年结束后，时钟发生器受控制器控制而清零，重新进行计时。
数模转换器30 的输入端连接控制器20 的输出端，数模转换器30 将控制器输出的数字信号转换为模拟信号。
放大器40 的输入端与数模转换器的输出端连接，放大器40 的输出端连接风力发电机组，放大器将数模转换器输出的信号放大成为-2.4V—+2.4V 的控制电压信号，放大器40 将数模转换器输出的信号进行放大后用于调节风力发电机组的励磁电流，从而改变风力发电机组的功率因素。
电流采样器50 采集风力发电机组的电流，电压采样器60 采集风力发电机组电压，电流采样器与电压采样器分别与控制器连接，控制器20 获取风力发电 机组的电压和电流值后，计算出当前风力发电机组的功率因素，将当前功率因素与预置的季节因素进行比较，做出是否调整当前功率因素的决定。本发明首先是将风力发电机组的功率因素调整在当前季节的功率因素范围内，调整后风力发电机组在工作过程中可能随环境因素发生变化，因此，通过实时采集电流和电压的值，计算得出当前风力发电机组的功率值，从而判断得出当前风力发电机组工作时的功率因素值是否在当前季节的功率因素范围内，如果不在，则发出信号对其进行调整。
输入键盘70 用于设置或修改控制器内比较参数，这些比较参数包括各季节功率因素的范围值，时间值等，该输入键盘70 连接于控制器的输入端。显示器80 连接于控制器70 输出端，该显示器用于显示当前风力发电机组的功率因素以及具体预置于控制器内的各种参数，这些参数包括各季节功率因素的范围值、当前时间（季节）值、当前风力发电机组的功率因素，通过显示器，让操作者能一目了然地获知风力发电机组的当前状态。
参照图2，本发明的风力发电机功率因素季调控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，控制器实时获取来自于时钟发生器发出的信号；时钟发生器是将累计的计实时间发送到控制器，当一年结束后，时钟发生器受控制器控制而清零，重新进行计时。
步骤S2，控制器根据获取的时间对季节进行计算，判断是否具有季节变化。
步骤S3，若步骤S2 的判断结果为是，则控制器根据变化到当前的季节发出调节风力发电机组功率因素调整的数字信号。
还包括步骤S4，控制器根据电流采样器以及电流采样器的提供的采样结果对当前风力发电机组的功率因素进行算。
步骤S5，控制器判断当前功率因素是否在当前季节的功率因素范围内。
步骤S6，若步骤S5 的判断结果为否，则将当前风力发电机组的功率因素调整到当前季节的功率因素范围内。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种风力发电机功率因素季调控制系统，其特征在于，包括时钟发生器，控制器、数模转换器以及放大器；
时钟发生器与控制器连接，时钟发生器为控制器提供时间，控制器根据该时间对季节进行计算，按季节变化发出调节风力发电机组功率因素调整的数字；
数模转换器的输入端连接控制器的输出端，数模转换器将控制器输出的数字信号转换为模拟信号；
放大器的输入端与数模转换器的输出端连接，放大器的输出端连接风力发电机组，放大器将数模转换器输出的信号进行放大后用于调节风力发电机组的励磁电流。
2.根据权利要求1 所述风力发电机功率因素季调控制系统，其特征在于，所述季调控制系统还包括采集风力发电机组电流的电流采样器，以及采集风力发电机组电压的电压采样器，电流采样器与电压采样器分别与控制器连接，控制器获取风力发电机组的电压和电流值后，计算出当前风力发电机组的功率因素，将当前功率因素与预置的季节因素进行比较，做出是否调整当前功率因素的决定。
3.根据权利要求1 所述风力发电机功率因素季调控制系统，其特征在于，所述季调控制系统还包括用于设置控制器内比较参数的输入键盘，该输入键盘连接于控制器的输入端；以及连接于控制器输出端的显示器，该显示器用于显示当前风力发电机组的功率因素以及具体预置于控制器内的各种参数。
4.一种风力发电机功率因素季调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，控制器实时获取来自于时钟发生器发出的信号；
步骤S2，控制器根据获取的时间对季节进行计算，判断是否具有季节变化；
步骤S3，若步骤S2 的判断结果为是，则控制器根据变化到当前的季节发出调节风力发电机组功率因素调整的数字信号。
5.根据权利要求4 所述风力发电机功率因素季调控制方法，其特征在于，还包括步骤：
S4，控制器根据电流采样器以及电流采样器的提供的采样结果对当前风力发电机组的功率因素进行算；
步骤S5，控制器判断当前功率因素是否在当前季节的功率因素范围内；
步骤S6，若步骤S5 的判断结果为否，则将当前风力发电机组的功率因素调整到当前季节的功率因素范围内。
6.根据权利要求4 所述风力发电机功率因素季调控制方法，其特征在于，所述时钟发生器是将累计的计实时间发送到控制器，当一年结束后，时钟发生器受控制器控制而清零，重新进行计时。
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