风电变桨中的伺服有什么特别

来源：雷竞技官网官方网站入口    发布时间：2023-12-10 09:24:57

  在风力发电系统中，使用伺服技术调节风机叶片的桨距角，也就是我们常听到的“伺服变桨”，已经是目前行业内一种非常普遍的做法了。

  那么，在风电变桨应用中的伺服会有怎样的特别之处呢？本期，就和大伙简单聊聊这个话题。

  首先，既然风电变桨是在调节风机叶片的桨距角，那么，伺服在变桨应用中所起到的作用，就和它在很多别的行业一样，也是为动态、精准的位置控制提供有效的动力输出。相应的，其在系统架构中所处的位置，自然也就是属于面向应用对象实体的传动设备层级，上位与控制器相联，输入侧接动力电源，输出侧通过交流伺服电机来驱动桨叶的旋转。

  不过，考虑到变桨系统自身所处的严苛、恶劣的应用环境，及其复杂、特殊的运行工况，它所使用的伺服与一般自动化系统中的伺服产品相比，还是有诸多方面的不同之处的。

  我们知道，风力发电机组通常都是运行在偏远开阔的平原、高原、沿海和近海大陆架上的，这一些地方极为复杂严苛的地理天气特征情况，如：高海拔、多风沙、高温、低温、高湿度、盐雾、腐蚀…等等，都是风电变桨系统中的伺服产品必须先要克服和适应的。尤其是较大的环境湿度和昼夜温差，可能使桨叶在表面上产生凝露，它们会随着风轮的转动倒灌到叶根和轮毂里面，再加上轮毂内电气柜上凝结的露水，和轮毂旋转需要用的润滑油剂，这一些都会对其中的伺服产品造成侵蚀和污染。

  因此，风电变桨系统中使用的伺服，无论是驱动还是电机，它们都需要具备适应极端恶劣工作环境的能力，例如：

  能够在海拔高达 3000 甚至 4000 米的工作环境中运行（需适当降容使用）；

  伺服电机应具备 IP65 以上的防护等级，并标配油封，使用防护等级较高的线缆连接器；

  防护等级较低（ IP20 ）的伺服驱动器可采用冷板穿墙的方式来进行安装，以便在对其进行密闭（无风扇）封装保护时，兼顾冷却散热特性；

  变桨应用另一个重要的环境特点，就是其各类机电组件都是安装在几十米高的轮毂内的，且在工作时需要和风轮一同旋转。一般来说，轮毂会以每分钟十几转的速度转动，加上风机塔筒受到的风力气流影响产生的震动，这要求变桨系统能够在一个持续振动的工作环境中长期保持稳定的运作时的状态。因此，应用于风电变桨的伺服产品，包括：驱动器、电机、线缆、连接器…等等，都需要具备较一般自动化产品更强的耐振抗冲击性能。目前应用于风电变桨领域的伺服电机，普遍都集成重载连接器，并且大部分都还在使用分辨率较低的旋变 Resolver作为反馈，也就是因为这个道理。

  风电变桨的目的，是为了根据风速的变化调节风力气流对桨叶的攻角，从而让风轮能够持续获得稳定的气动转矩和功率；而在风力较大时，它需要起到限制叶片力矩、减少发电机出力乃至制动刹车的作用。从某一种意义上说，变桨机构其实是风电系统的一个安全保护装置。因此，变桨应用中使用的伺服系统一定要具有实时、安全、可靠…等这几个方面的特性。

  所谓实时，是指伺服系统驱动风机叶片旋转的变桨动作，必须基于每次风速的改变而立即作出的，并且是动态连续不停顿的，这与一般自动化设备中有规律的周期性运动是不同的。风机运转时，其叶片桨距角的范围一般在 0 ~ 90°，考虑到叶片在各角度位置所受到的风阻大小的差异，伺服系统需根据从主机接收到的桨距角目标指令，结合当前所在的位置，计算出变桨动作所需的速度曲线，并以此为依据完成对风叶角度的调节。

  变桨动作时，三个叶片须始终保持同步，之间的角度误差一般应在 2° 以内，这通常是由变桨控制器与驱动器之间的通讯总线和位置反馈编码器来提供保障的。

  而在桨距角位置测量上，考虑到伺服电机与轮毂内齿之间几百甚至上千的减速比，光依赖电机内部的伺服反馈往往是不够准确的，伺服厂家通常会为用户配备第二编码器输入端口，用于直接读取风叶的桨距角反馈。

  不过，风电机组的运转并不总是一帆风顺的，它有一定的概率会受到来自风力过大、发电机异常、备用电源故障… 等各类意外状况的威胁。在这种情况下，为了确认和保证机组设备的安全，系统须先启动收桨动作使风机减速停转，然后让叶片的桨距角回到安全位置，消除叶片对轮毂产生的气动转矩，才能断电停机，这样的一个过程通常为几十秒。

  值得注意的是，上述这样的安全功能通常是集成在驱动器内部的，其目的是让“收桨”动作能不借助上位控制器由伺服驱动自主完成；不仅如此，为了让风机即使在供电异常的情况下也能够将桨叶收回到安全位置，变桨用伺服产品大多数都会配有备用（直流）电源输入端口；另外，上面提到的使用辅助编码器准确的测量风叶桨距角，对于安全停机也是至关重要的。

  这其实还是可靠性的意思。目前主流厂家的产品，如：KEBA+LTI 的 PITCHmaster II+和新款 PitchOne，在这方面都已经具备了 2oo3 的冗余性能和 PL D 甚至 PL E 的安全等级。

  从应对严苛的气候地理条件和持续振动的工作环境，到处理实时同步操作、测量角度位置反馈、实施安全控制策略...等，我们显而易见，在全生命周期都具备极度严格的可靠性，是风电变桨伺服区别于通用型伺服产品的关键。它不仅应确保风机在日常发电过程中长期稳定的无故障运行，还必须能在遇到紧急状况时妥善的将桨叶收回到安全位置，从而帮助系统做到安全停机。

  毕竟，风场往往处在偏远的内陆、沿海地区或海上，而变桨伺服又总是运行在几十甚至上百米高的风机轮毂中，运营维护的难度和成本都相当之高，且任何小小的意外都有一定的概率会带来不可估量的损失。

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  6月16日，国能信控举办了主题为“智赋能源同行致远”新能源产品线生态合作伙伴交流大会。会议吸引了宁波中车、华为、新华三、浪潮、中软国际在内的40家企业参加。

  赴港上市，这家风电企业选择了一条高收益与高风险的路。日前，中国纳泉能源科技控股有限公司（以下简称纳泉能源）宣布将于香港联合交易所主板上市详情，拟发行股票6250万股，每股发售股份指示性发售价范围介乎2.0港元至2.6港元。上市第二日大涨股价18%，但11月份以来，纳泉能源股价从2.1港元跌至1.5港

  变桨系统在整个风电机组中的成本占比不足5%，但就是这样一个小部件却对风电机组的安全运行起着至关重要的作用。根据Reliawind的数据，变桨系统故障在风机故障数量中占21%，造成的风机停机时间约在23%。也正因为如此，整机商对变桨系统的选择会慎之又慎。2016年，北京华电天仁电力控制技术有限公司（下

  随着近年来国内风电行业上网电价的不断调整，行业整体利润空间正逐步受到挤压;对于风电机组上游部件供应商而言，该挤压对其利润空间的影响极为明显。敏感的利润水准要求正在大幅加快业内资源整合的速度，从而能够使得部件供应商进一步在变局中更好地抵御风险。对于大型风电机组而言，变桨系统对其运行

  日前，从中国兵器江麓集团获悉，该公司日前成功研制国内首款ＳＴ８０００风电变桨交流永磁同步电动机，经多轮试验完全满足设计的基本要求，通过湖南省百项新产品推广项目验收。江麓集团相关负责的人介绍：这次省里派驻的验收组对我们的产品做严格检验，认为这一个项目综合技术指标居国内领先水平，打破了同类型

  海得控制25日晚间刊登公司非公开发行股票预案。根据预案，本次非公开发行股票数量为不超过25,000,000股，募集资金总额不超过42,350万元，扣除发行费用后的募集资金净额将用于偿还银行贷款及补充流动资金，其中不超过 15,000 万元用于偿还银行贷款，剩余部分用于补充公司流动资金。近年来，随公司经营规模的逐步扩大，公司持续不断的增加的资金需求可能没办法仅依赖借款方式及时补足，公司未来持续发展面临着较大的挑战。公司本次通过非公开发行股票募集资金偿还银行贷款和补充流动资金，控制负债规模，能够有效地降低公司的财务成本，提升公司纯收入能力。因此，本次定增完成后，将

  2014年12月29日，国电科环集团所属华电天仁公司自主研发的2兆瓦(TR-2.XG)变桨控制管理系统顺利通过德国劳氏船级社(GL)设计认证。TR-2.XG变桨控制管理系统采用了先进的交流伺服控制技术和超级电容电源后备技术，动态响应能力强，定位精度高，具有寿命长、使用维护方便、环境适应能力强等优点。该变桨系统延续了华电天仁三柜独立控制的设计理念，通过汇总分析风场实际运行参数，在控制管理系统性能方面做了逐步提升。本次德国劳氏船级社对华电天仁TR-2.XG变桨控制管理系统的可控性与安全性、运行环境条件、后备电源选型、整体结构设计及设备自保护功能等方面做了严格审核，最终认

  Maxwell科技公司亮相10月22-24日在中国国际展览中心举办的2014北京国际风能大会暨展览会(国际风能展)。本届大会设定的主题是“和谐共赢 -- 构筑稳建的风电市场”。作为业界领先的储能及输电解决方案开发商和生产商，Maxwell科技公司凭借技术创新，其产品已经远销世界各地。在本届大会上Maxwell展示了超级电容器在风力发电机变桨控制管理系统中应用以及该应用相关的核心技术和产品。Maxwell超级电容器已在全球范围内大范围的应用于风力发电机变桨控制管理系统中。该系统通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片

  2014年中国风电事业又再度蒸蒸日上，开发绿色能源，使用绿色能源已是当今时代的潮流。阜特科技股份有限公司在以张宇行先生为核心的领导下迎来了又一个发展的春天。风电主控、风电变桨订单连连，生产现场个个干劲十足，呈现出一副热火朝天的景象。从5月份开始阜特科技公司生产主控143台、变桨2台;6月份生产主控62台、变桨7台。7、8月计划生产：主控155台，变桨64台。全公司各部门、各团队正齐心协力备战7、8月的生产洪流。在这艳阳高照，热情如火的夏季，阜特科技生产一部也打起锣，敲起鼓，备战7、8月。6月26日在生产办公室内，以王利雯同志为核心的生产团队正紧罗密布的

  11月29日-30日，由汕头市人民政府指导，中国可再生能源学会风能专业委员会和全球风能理事会主办的汕头国际风电技术创新大会在广东省汕头市召开。会上，广东省汕头市委书记温湛滨致辞表示，汕头纳入广东省海上风电发展规划的装机容量达3535万千瓦，未来开发潜力将超过6000万千瓦，相当于3个三峡水电站。

  11月30日，汕头国际风电技术创新大会盛大召开。会上，40MW级风电机组电气及动力学六自由度实验平台揭幕亮相。项目由拖动电机系统、五自由度液压加载系统、电网模拟系统、实时仿真系统、测控系统、实验数据管理系统等十余个系统组成，可为超大容量的风电机组提供贴近实际工况的实验环境。该项目建成后将

  近日，国家能源局发布“十四五”第一批“赛马争先”国家能源研发创新平台名单。金风科技成功入选，同时被江苏省发改委授予省级创新平台称号。平台揭牌仪式于金风科技国家地方联合工程实验室举行，盐城市政府副秘书长颜彦，大丰区委常委、区政府常务副区长房其勇，大丰经济开发区党工委书记仇兆华，江苏

  随着中国风电产业的全力发展，我国陆上风电场项目的地形越来越复杂，项目场址的湍流流场与IEC61400-1标准中给定的湍流谱模型可能完全不同，这将使得风电机组的载荷及功率预测结果的可靠性大幅度的降低。本研究表明，在这类场址中，使用三维超声测风仪测风并配合专门的矢量算法程序，可以模拟出更符合实际的

  作为全球清洁低碳能源建设的引领者，中国电建所属山东电建一公司申报的《基于微电网技术的海上风电陆上升压站建设关键技术探讨研究》获评全球零碳城市企业领袖奖（铂金级）。创新应用了“海上风电+分布式光伏+储能”的“零碳设计”理念，依托华能山东半岛南4号海上风电陆上运维中心项目，开展了系列关键技

  近日，来自美国怀俄明州的初创公司AirLoomEnergy获得了一笔400万美元的融资，以推动其首创的“轨道翼（trackandwings）”发电技术。这套设备在结构上由支架、轨道和翅膀组成。从下图可知，支架长度约25米，轨道在靠近支架顶部的位置，10米长的翅膀安装在轨道上，在风力的作用下沿轨道滑动，通过发电装

  近日，运达股份牵头制定的T/ZZB0173-2017《双馈式并网型风力发电机组》成功入选浙江省市场监督管理局颁布的首批“浙江标准”名单，这也是由省国资委推荐的唯一一项入选标准。近年来，浙江省大力实施标准化战略，创建新型“浙江标准”体系，建立“浙江标准”标识制度，走出了一条具有浙江特色的标准化发

  近日，随着最后一只风机叶片与轮毂平稳对接，龙源电力山西公司娑婆风电场国产BIM技术扩容工程首台风电机组吊装作业顺利完成，为项目如期投产奠定坚实基础。该项目位于山西省忻州市静乐县杜家村镇境内，规划装机容量49.95兆瓦，安装9台单机容量5.55兆瓦风力发电机组。项目建成投产后，预计每年向电网输

  近日，由中车株洲所自主设计开发的国内首台三边形桁架塔风电机组在河南民权顺利并网成功，为国内高塔架产品增加了新的解决方案。技术引领，步履不停此次吊装的三边形桁架塔风电机组采用了中车株洲所提高低风速区域风能利用率的桁架式超高塔技术。发电量相对于普通机型增加15%，基本的建设成本降低30%左右

  近日，依照国家能源局发布的2023年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划，龙源电力工程技术公司牵头制定的《风力发电机组叶片防冰涂覆改造作业规程》等3项行业标准获国家能源局批复立项，填补国内风力发电行业有关标准空白。图为技术人员开展风机防冰线缆敷设针对高海拔、高湿度、低温度等环境

  11月3日，由中国电器工业协会风电设备分会主办、运达能源科技集团股份有限公司承办的风力发电机组传动系统机电耦合第二届技术研讨会在杭州召开。中国电器工业协会风电设备分会秘书长果岩，运达股份首席科学家叶杭冶，运达股份副总工程师、中国电器工业协会风力发电设备分会副理事长许国东等领导专家出

  摘要：近年来，风力发电慢慢的变成了全球新能源发展中的重要组成部分，它在清洁能源领域占据着主体地位。风力发电的工作原理是通过风轮旋转带动发电机进行发电。由于气候和地形等因素的影响，风速和方向常常会发生明显的变化，因此就需要一个智能化的控制管理系统来协调发电机的输出功率。在风力发电控制管理系统中，PLC控

  北极星风力发电网讯：近日，上海之云新能源有限公司成立，法定代表人为吴晓峰，注册资本4250万元，营业范围含新能源原动设备制造、新能源原动设备销售、风力发电技术服务、信息咨询服务、建设工程项目施工等。股东信息数据显示，该公司由电气风电全资持股。前几日，浙江首个百万千瓦级平价海上风电项目启动招标

  为规范全国温室气体自愿减排交易及相关活动，生态环境部、市场监管总局近日联合发布了《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》（以下简称《办法》）。以《办法》为依据，生态环境部发布了首批纳入温室气体自愿减排项目方法学。其中，可再次生产的能源中并网海上风力发电(以下简称海上风电）成为首批纳入温

  11月7日，中国广核新能源控股有限公司（以下简称中广核新能源）下属中广核哈密风力发电有限公司顺利通过新疆尔自治区2023年“高新技术企业”认定。中广核哈密风力发电有限公司坚持科技兴企的发展的策略，不断的提高科学技术创新能力，近三年取得实用新型自主知识产权科技成果19项，成果转化数量年平均达到5

  10月31日，晶澳科技发布公告称，公司拟投资建设光伏、风力发电及集中式储能电站项目。2023年10月30日，晶澳科技第六届董事会第十四次会议审议通过了《关于投资建设电站项目的议案》，董事会同意投资建设上述项目，并授权经营管理层办理该等项目的公告全部手续，包括但不限于签署相关文件、提交政府审批

  10月24日，生态环境部发布《温室气体自愿减排项目方法学并网海上风力发电（CCER—01—002—V01）》。方法学明确了并网海上风力发电项目开发为温室气体自愿减排项目的适用条件、减排量核算方法、监测方法、审定与核查要点等。并网海上风力发电方法学适用于离岸30公里以外，或者水深大于30米的并网海上风

  北极星碳管家网获悉，据天眼查显示，近日，中能建投（滨州）清洁能源有限公司注册成立，法定代表人为郝峰，注册资本500万元，营业范围包含：太阳能发电技术服务；风力发电技术服务；储能技术服务；生物质能技术服务等。股权穿透显示，该公司由中国能建间接全资持股。

  北极星风力发电网讯，10月10日，国家能源集团发布《龙源电力龙源（敦煌）新能源发展有限公司敦煌光热+（480MW）风力发电项目330KV升压站及送出工程EPC总承包工程公开招标中标结果公告》。项目一：项目名称：龙源（敦煌）新能源发展有限公司敦煌光热480MW风力发电项目330KV升压站及送出工程EPC总承包工

  10月9日,从国网浙江省电力有限公司了解到，浙江省内风力发电最大出力达到417.7万千瓦，创历史上最新的记录，首次突破400万千瓦。国网浙江电力调度控制中心水电及新能源处处长陈文进介绍，此次风电大发一方面得益于近期浙江沿海地区出现的大风天气，另一方面也得益于省内风电机组装机规模的持续不断的增加。2021年，浙

  2023年9月25日，广东省风力发电有限公司增资项目正式在广东联合产权交易中心公开挂牌。本次增资引进不超过10名战略投资者，增资后战略投资者持股票比例合计不超过33%。风电企业成立于1997年5月，注册资本97.01亿，是粤电力全资的新能源投资、开发、建设、运营的专业化平台公司。截至2023年7月末，风电公

  近日，陕煤电力运城公司组织召开了芮城县160MW风力发电项目可行性研究报告内部评审会，该公司副总经理陈化军，项目开发部、发电部、设备部、财务部相关业务负责人员参加会议。会上，中联西北工程设计研究院有限公司项目主设秦都对芮城县160MW风力发电项目可行性研究报告编制过程及重点内容做了详细介