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摘要：随着科学和技术的发展，风力发电已经成为电能的主要的生产来源方式，为了满足日益增长的电力需求，升级和优化现有的风力发电机组，提高在运行时的稳定性和可靠性，尽可能减少相关的影响因素势在必行。在电厂电气控制中，需要根据风力发电的原理进行有效的、综合的，相关研究，然后对发电机的整个运行过程进行有效的控制，减少存在的相关的问题。
关键词：风力发电；电机组；电气控制
前言
由于人口增长和工业发展，能源正变得越来越严重。人类不断地探索绿色、环保和取之不尽的能源来取代煤炭。风能是一种很好的可再生资源，风能比煤更好的使用。世界各国正开始研究如何使用风能。中国的风能资源十分丰富，发展前景十分广阔。由于风速、风向、风力等因素的变化，风力发电的利用效率十分有限，随着科学技术的发展，风力发电机组的控制技术也在不断增加。随着大型风力发电的控制技术不断提高风力发电的效率，建设周期也越来越短。发电站的面积要小一些。同时，发电机的可靠性越来越高，故障的概率也在降低。风力发电带来的巨大经济和社会效益产生了风力发电的快速发展。
本文研究了风力发电机的电气控制系统，并对整个生产过程进行了改进。集团的稳定与安全，可以有效满足实际生产需求，提高发电的综合效益。结合风力发电机组的运行原理，分析机组的电气和控制系统是必要的。改造的整体框架是为了提高机组的操作控制效果，改进发电机组。电气控制结构，总结以前的工作经验，并采取针对性的措施来优化，确定风力发电机组的电气和控制系统维护。
1风力发电控制系统总体设计
风力发电控制系统总体设计的主要目标是确保整个发电机组能够正常、稳定地运行。在稳定运行的前提下，尽可能提高效率，试着跟踪最大的风能，以保证最大风速利用的最好，同时保证风力发电的质量是高功率的。
为了实现稳定可靠的发电，发电机控制系统需要实时监控各模块的运行参数，并实时控制电网的运行。与此同时，模块之间的通信应该始终保持。大型风力发电系统是通过在地面安装设备获得的。在实时数据采集后，可以在分析后对风力发电控制系统进行调整。
风力发电控制系统的核心是主控制器。主控制器通过监测系统对风力涡轮机参数进行监测。通过调节风力发电机组的运行参数，如变距、速度、速度等，可以正常运行发电机组。同时输出运行的信息。电气设计还需要两种方式的逆变器、速度增加器、传感器参数检测器、参数采集接口电路和其他设备。
2风力发电机组电气控制系统的结构
风力发电机电气控制系统主要包括主控制器、电力采集系统、无功补偿系统、软无沼地电网系统、偏航和自动系统等，并设置了各种输入输出信号和开关接口等。对于风力涡轮机电力控制系统，需要能够基于风速信号，自动进入起动状态，或直接从电网中取出。根据功率、风速等参数，实际生产要求自动调节速度和功率。
为了提高机组的综合效率，可以根据传入的风信号进行风吹，并根据功率因数自动将相应的补偿电容器自动输入和输出。在生产过程中，电气控制系统在关闭过程中必须保证高安全，降低外部因素的影响，提高机组的运行稳定性。电气控制系统最重要的是工作顺序，完成电网、风况和机组，记录运行状态的数据，通过分析比较确定具体问题，并采取防护措施。相应的图表可以根据记录的运行数据生成，以显示风力涡轮机的性能指标，作为调整生产计划的依据。
3发电机组电气控制系统控制器设计
3.1控制器设计
风力发电机组的电气控制是对其运行过程的监控和管理。通过对各种操作数据的分析，需要及时采取措施使其保持良好的运行状态。整个过程需要由中央控制器完成。作为整个电气控制系统的核心，对提高机组的运行安全性和可靠性具有重要意义。在设计中央控制器时，分析了两个方面，即软件和硬件。其中，硬件系统主要包括电路设计、传感器和接口电路等，主要负责单元的运行、控制和检测，控制系统提供数据和操作控制等单元操作参数。该软件系统主要包括风力发电机的操作控制、信号检测和操作安全。
3.2系统设计
3.2.1硬件系统
在设计发电机组控制系统的控制器时，可以选择单片机和PLC，并有一定的区别。例如，单芯片计算机指令更加丰富，编程灵活性高，运行时精度高，且运行时间高，运行能耗低，具有较高的性价比。然而，受外界因素影响很容易，它不适用于野外或电磁干扰的环境。PLC具有良好的系统通用性，抗干扰能力强，能满足连续控制、开关量输入和输出的要求。但是，数据采集和处理存在缺陷，操作控制也很差。在风力发电机的情况下，运行环境是强而不加保护的，电气控制系统需要具有较高的运行稳定性。
为了提高机组的运行可靠性，必须确保硬件系统能够准确、及时地确定问题的原因和位置。分析了风轮机控制和电气系统的特点，确定了大量的投入，包括数字量、模拟输入量的数量、输入信号的温度和输出，包括控制继电器和电磁阀等。例如，我们可以选择西门子s7-300作为中央控制器，这是一个PLC控制系统，在实际应用中具有较高的可靠性和灵活的操作能力，适用于大多数环境。CPU处理速度快，基本指令要求执行时间为0.3~0.6μs。即使添加了控制任务，扩展模块更方便灵活，维护量也很小。根据风力发电机的运行特点，可采用这种控制器来满足不同的控制要求。
3.2.2软件系统
在中央控制器软件系统的设计中，上述西门子S7系列PLC硬件系统仍在使用中，相应的软件可以实现控制要求。其中，您可以选择应用模块化结构，这对整个包来说更方便。电子控制系统的程序编写，如主程序、事件处理子程序、中断程序，等。其中，主程序主要负责完成风力发电机的正常运行控制，和复杂的故障处理，如电机控制开关，软网格控件，单元测试和补偿电容器分组切割、等事件处理子程序包括正常的程序、偏航子程序、紧急停车程序，uncable子例程，gear-stop控制程序的齿轮泵，液压油泵的起止程序。
4安全设计
多任务处理系统同时需要多个任务，并且每个任务之间都有一个连接。为了避免它们之间的逻辑冲突，需要一个协调控制器。在风力发电机组电气控制的软件设计中，有必要将状态查询添加到重要的控制循环中，以避免在执行不同任务时出现混乱。对于多任务系统，任何资源都只能作为资源，电子控制系统，输出的部分被划分为关键资源，可以被多个任务控制，很容易影响单位的效率，使设备受损。因此，在系统设计中，需要许可证控制、状态参数设计和判别，以确保所有的关键资源只能是一个任务控制，从而增加了单元操作的安全性。
结语：
在风力发电机组的电气控制设计中，有必要认识到电气控制在整个发电过程中的重要性。根据该系统的设计要求，设计可有效地满足日常生产的要求。同时，还需要来自于相关的硬件和软件两个方面有效的研究和分析，控制技术要点，以促进风能发电机的电气控制系统运行效果，尽量减少风力发电机故障的频率。
参考文献：
[1]牛成玉.基于电压源型逆变器的永磁直驱风力发电机模拟器的研究[D].合肥工业大学，2013.
[2]刘莫然.鼠笼异步风力发电机组低电压穿越装置的主电路及控制策略研究[D].华北电力大学，2013.