测量参量和相关器件的重要性和应用

7.1.3.1　测量参量

1.风速、风向

风速是风力发电系统最重要的参量，通过机舱上安装的风速风向仪测取。

一般情况下兆瓦级风力发电机组安装2个风速风向仪。风速风向仪一般统计3s、10s、30s、600s的平均值供控制器参考，但由于风速风向仪安装在风轮后面，风轮旋转时测得的数值本身并不精确，因此不能真正代表风轮前方风速。但是如果永磁同步发电机的功率转速特性测试准确，其本身就是一个很好的传感器，和风轮配合就是一个很好的大型风速仪，能准确计算出风轮前方风速。

风向标安装于机舱顶部，主要测取风向和主轴方向的偏差。一般每秒取一个值，取10min平均值作为代表值，一般以0～20mA或格雷码采集风向角，用绝对值编码器作为传感器。

2.主轴转速

直驱式发电机风轮和发电机轴直连，只有一个主轴转速，但应安装不少于2个传感器测量转速，因为转速对机组的控制非常重要。主轴转速测量方式较多，如利用接近开关测量齿盘的齿数及周期、测量发电机的频率，或在集电环上安装编码器等，通过计算得到转速。

3.振动

振动是风力发电机组必测的参量，机组运行状态与振动密切相关。在机舱底板座上或适当的位置安装振动传感器（xy两方向），在机舱内适当的位置安装摆锤式振动传感器。在振幅大、强度高、加速度值超过设定值时可以切断安全链中本传感器的触点完成紧急停机。

4.温度

永磁同步发电机主要温度监控点由前后轴温度、发电机三相绕组温度、环境温度等共10个PT100来完成测温。(www.xing528.com)

7.1.3.2　相关器件

1.偏航系统

偏航系统的主要作用有：①与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；②提供必要的紧锁力矩，以保障风力发电机组的安全运行。

偏航轴承上有齿轮，齿轮上安装独立的记数传感器和两个接近开关，记录积累的扭转度数并分析方向。一般当电缆被累计扭转到1080°左右时，告知控制器进入松缆动作，偏航系统安装专门的松缆开关作为冗余。在偏航系统中还安装制动器，偏航时作为阻尼防止产生振动，不偏航时固定对风的方向。

2.变桨距控制系统的传感器

一般采用两种角度传感器：①变桨距电机轴上安装一个增量编码器，为开关量输出，指示记录角度的变化；②齿轮和变桨距轴承啮合的绝对值编码器，一般用4～20mA表示角度输出模拟量，作为冗余配置。

每个叶片一般有两到三个限位开关，一般有一个限制小于0°的值，为-10°～-5°，一个限制大于90°，但它们不作为角度校准，只起到保护作用。限位开关如果动作，变桨距系统立刻使叶片顺桨。

3.电量采集传感器

电量采集传感器应采集包括永磁同步发电机的输出电压、电流，并网的电流、电压、功率、发电量及功率因数，其中电流和电压是基本量，功率和功率因数等可由电流、电压计算得到。