中国风电控制系统研究进展及技术特点

      导读：风电控制系统作为风电主机的核心部件和技术实力的体现，相对于叶片等风电机械加工件，国外风电龙头企业对其技术管制相对严格。我国风电控制系统领域起步较晚，产品开发初期主要通过风电主机制造商和独立第三方供应商自身研发和对进口产品消化、引进。

      参考：中国风电主机控制系统行业市场盈利模式现状及十三五投资规划研究报告。

      风电控制系统作为风电主机的核心部件和技术实力的体现，相对于叶片等风电机械加工件，国外风电龙头企业对其技术管制相对严格。我国风电控制系统领域起步较晚，产品开发初期主要通过风电主机制造商和独立第三方供应商自身研发和对进口产品消化、引进。

      通过多年的技术积累和市场拓展，我国在控制系统领域取得了有效进展，已经掌握了主控系统与变桨距系统等领域核心技术，具备规模化国产能力，实现了进口替代，并大规模应用于国内风电场。变频控制系统方面，也开发出了大功率双馈及直驱机型的变频器，产品已有小批量在风电场投运。目前，国内大部分控制系统供应商都已开始对陆上3MW-5MW控制技术开展了相应研究，部分企业甚至已投入6MW-10MW控制技术的研发。相关产品样机正在研制中，新产品在雷击保护、无功功率补偿、极端气候可靠性等方面的性能也将得到大幅改进。

      除适应风机大功率化的技术要求外，以下方面也是风电控制系统的技术特点：

      （1）低电压穿越运行能力（LVRT）

      当发生电网电压跌落时，风机仍能保持在网运行以支撑电网的能力称为低电压穿越运行能力（LVRT）。国家电网公司于2009年开始陆续出台了《风电场接入电网技术规定》、《风电并网运行控制技术规定》等提出了我国风电并网的基本条件，即：风电场并网点电压跌至0.2倍额定电压时，风电机组应能不脱网运行625ms；并网点电压跌落后2s内恢复到0.9倍额定电压过程中，风电机组应能不脱网连续运行。

      因此，风电控制系统均要求具备有效的低电压穿越控制策略，保证风电机组达到风电并网的技术要求。

      （2）采用统一和开放的协议以实现不同风电场、不同厂家和型号的风机之间的网络互联

      目前，风力发电方式的电网稳定性较差，风电场和电网调度中心对广布于不同地域的风电场之间的联网要求越加迫切。虽然各个风电主机制造商都提供了具体方案实现风机的网络互连，但是由于采用不同的网络协议及编程方案，在进行全网络互联时，则可能出现网络连接问题，不利于电网对风电场的管理和风电并网率的提升。行业内风电控制系统将采取统一、开放的协议实现网络互联，增强风电上网的稳定性。

      （3）实现在功率预估条件下的风电场有功及无功功率自动控制

      风电机组运行的有效调节和智能化管理尚待进一步完善。建设风电场功率预测系统和风电控制系统智能化，有利于实现在功率预测基础上的有功功率和无功功率控制能力，提升风电在电网中的接纳能力，有效缓解电网调峰困难，并平缓电网频率、电压的波动。