图 36 扭矩-发电机转速特性曲线
8.4 风机运行模式
风力发电机的运行模式是指：风机状态参数在某种特定条件的逻辑组合下，能构成一个风机运行中必然经历的状态，那么此种状态就可定义为一种运行模式。例如：待机、等风、自检、启动、停止等不同运行工况。每一种风机所有状态的组合，可包含机组全部行为，不同运行模式之间都有特定切换条件。所以对运行模式的学习可以帮助我们真正的了解风机的运行特性，非常有助于我们进行针对性的学习。
8.4.1 系统正常（system ok）
风机自动运行时，当制动等级小于50级，发电机转速小于500转，转子转速小于5转，变桨角度大于89.5°同时满足时，控制系统就会认为系统正常(system OK)。任何故障都会使控制系统触发对应的故障代码，并触发相应的制动程序，风机此时就不满足系统正常的的条件，不能够启机运行。
系统正常后，满足风机正常运行的条件还有： （1）齿轮箱油温大于10度；
（2）风速大于启动风速，完成机舱对风； （3）完成120秒倒计时。
8.4.2 自由转动（free wheel G1）
风机系统正常运行时，叶片首先开始变桨，发电机转速逐渐升高，在发电机
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转速从0rpm到1100rpm期间，转速的上升率保持在40rpm/s，在转速为1100rpm到1500rpm时，转速上升率控制在10rpm/s。 8.4.3 切入电网（cut in G1）
当发电机转速到达1100rpm时，变频器会发出conv.oper.range信号，控制器WP3100接收到conv.oper.range(M120)信号后，发出conv.startexcit(M517)信号。变频器接收到该信号后，开始励磁，在发电机出口端电压满足同步时，会向WP3100发出信号conv.readyfor信号。WP3100在接收到conv.readyfor（M121）信号后，向变频器发出并网要求信号start.prod（M519），变频器接收到并网请求后，立刻发出并网指令，并网开关合闸，发电机与电网实现连接。 8.4.4 发电机运行模式（operation G1）
当发电机并入电网后，变频器从发电机尾部的转速编码器获取发电机转速信号，根据变频器控制器预设的转速-功率曲线进行发电，并给主控制器WP3100发送扭矩信号。WP3100根据所接收的扭矩信号，按照控制器内部预设的扭矩-转速表，与变桨系统通讯，调节发电机转速。 8.4.5 风机自检程序
当风机出现故障，且故障的制动等级大于180时，风机在复位故障后，需要重新做自检，自检成功后，控制系统才认为风机处于正常的运行状态。 （1）自检程序1：高速轴刹车制动，叶片以0.5°/s调至90°。发电机转速必须在5秒内为零。
（2）自检程序2：变桨系统以2°/s 的速度调节叶片至70°。在叶片调节角度期间，发电机转速必须为0 rpm ,不允许发电机在此期间转动。
（3）自检程序3: 叶片在70°位置停留5秒，然后释放高速轴刹车。在5秒测试期间，发电机转速必须为0 rpm ,不允许发电机在此期间转动。
（4）自检程序4: 释放高速轴刹车后，叶轮在风力驱动下，如果在15分钟内，发电机转速与风速相匹配，控制系统会提示风机进入自由转动状态（free wheel G1）。
此时，所有测试通过，风机进入自动运行状态。如果，自检程序有任何一项不能通过，则需要查明故障。 8.5 制动程序BP（Brake program）
Mita WP3100针对风机运行时会发生不同的故障，将故障代码分类（status
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code），不同的故障代码会产生不同的制动等级。 8.5.1 制动等级50（BP50）
当风机发生故障时，故障代码对应的是50级制动，WP3100将会执行： （1）事件记录(eventlist)里更新风机运行记录 （2）WP3100发出变桨停止指令
（3）叶片收桨角度为5°/s，到达88°时改为1.0°/s
（4）当变频器输出扭矩值<100Nm时，WP3100输出切除电网信号 8.5.2 制动等级55（BP55）
（1）事件记录(eventlist)里更新风机运行记录 （2）WP3100发出变桨停止指令
（3）叶片收桨到88°时，再调节变桨至70°
（4）WP3100发出快速变桨指令，此时，变桨系统用电池带动叶片收桨 （5）叶片收桨至92°时，限位开关切断电池电源控制回路 （6）WP3100可以接受92°限位开关反馈信号，即M129为高电平
BP55仅是风机在做变桨电池测试时才会发生。控制系统一般会在风机正常运行7天时，在设定的时间，做电池功能检测。如果WP3100没有收到变桨电池电压低信号，叶片可正常收桨到92°时，控制系统将认为测试成功，系统自复位后，起机运行。
8.5.3 制动等级75（BP75）
（1）事件记录(eventlist)里更新风机运行记录 （2）WP3100发出变桨停止指令 （3）叶片以10°/s收桨至90°
（4）变频器输出扭矩直接为0，发电机直接切除电网
当变频器内部出现故障时，一般给控制系统发出的制动等级是75级。变频器的故障有很多种，但都是以conv.error或conv.grid.error的报文给WP3100，详情见附录。
8.5.4 制动等级180（BP180）
（1）事件记录(eventlist)里更新风机运行记录 （2）WP3100发出快速变桨指令，电池带动桨叶 （3）叶片以15°/s收桨至92.5°
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（4）变频器输出扭矩直接为0，发电机直接切除电网
当变桨通讯出现故障时，一般会触发180级制动程序，并提示相应的报文及故障代码，经常发生时，必须检查滑环系统。 8.5.5 制动等级190（BP190）
（1）事件记录(eventlist)里更新风机运行记录 （2）WP3100发出快速变桨指令，电池带动桨叶 （3）叶片以15°/s收桨至92.5°
（4）变频器输出扭矩直接为0，发电机直接切除电网 （5）机械刹车程序启动 （6）30s后，机械刹车程序释放
强烈的电网故障，一般会触发190级制动程序，系统需要电网稳定一段时间后，才可以自动复位。 8.5.6 制动等级200（BP200）
（1）事件记录(eventlist)里更新风机运行记录 （2）WP3100发出快速变桨指令，电池带动桨叶 （3）叶片以15°/s收桨至92.5°
（4）变频器输出扭矩直接为0，发电机直接切除电网 （5）机械刹车程序启动
（6）WP3100输出安全链断开接点2s （7）所有控制回路电源切除 8.6 机械制动方式
8.6.1 高速轴刹车盘机械制动
高速轴制动系统由两个安装于高速轴刹车盘的刹车钳组成，刹车钳靠自己内部的弹簧压紧力实现制动，在系统正常情况下，刹车钳在液压作用下，分离高速轴刹车盘。
在风机紧急运行情况下，机械制动方式2先激活，电磁阀8.1失电，液压油通过泄压阀8.2回流到液压站，并且保持刹车钳中残留油压为24bar，此时，机械刹车摩擦制动，制动力矩大约为发电机额定扭矩。在制动方式2激活6.5秒后，制动方式1开始激活，电磁阀8.0失电，液压油直接回流，刹车钳残留油压为 0 bar,此时，刹车盘制动力矩大约是两倍发电机额定扭矩。
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8.6.2 偏航刹车机械制动
偏航制动在系统正常时，由10组刹车钳对偏航刹车盘施加150bar压力，禁止偏航。在偏航或解缆时释放对偏航刹车盘的压力，轻松实现偏航。
当风机处于自动偏航时，电磁阀9.1激活，刹车钳里残留油压为20bar，阻尼力矩制动可以抵消交变的机舱的偏航力矩。当风机手动偏航或自动解缆时，电磁阀9.0也激活，刹车钳残留油压为0bar，风机为无制动偏航。
图 37 液压系统控制图
9 风机WP3050控制器操作 9.1 概述
风机可以实现的控制方式有：远程用户控制、集控室控制和风机就地控制。风机的这三种控制方式可以分别满足不同的风机维护要求。远程操作用户和集控室操作用户可以实时监视风机运行，分析故障数据，提供风机运行报告。就地操作用户可以查看风机运行数据，了解风机运行状态，实时控制风机，方便运维人员开展维护工作。
为了安全、可靠的对风机进行操作，根据运维人员的工作职责，设定了不同等级的操作权限。运维员使用低权限的密码只能查看一些基本运行参数或对机组运行简单的启、停机操作及简单故障复位。高级运维人员则可以有更高的浏览及
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