风力发电机组的安全保障要素

发电机构成了旋转系统与风力发电机组电气系统之间的联系，如叶片和电网之间。在这个链条中任何连接的失效都会导致风险。这种风险由保护系统化解，它把风力发电机组带入风力发电机组保持正常运行安全的条件。激活保护系统的失效应该尽可能少，以便减少保护系统的负担。停机概率是由保护系统失效的概率与要求保护系统干预的关键错误概率的组合所决定的。停机概率应小于每台机每年0.0002。这样保护系统的可靠性目标就应该是一个足够大以保证停机概率低于此水平的数。

与电网连接的异步发电机转子上带短路的笼型绕组，它是安全性考虑的基础，得到丹麦批准程序及有关建议的认可。

对于带异步发电机失速整定的风力发电机组，它就是一个发电机，控制相对较为简单，绝大多数时间系统都能使风力发电机组保持在安全的条件下。如果由于错误，或者由于保护系统的干涉发电机没有与电网连接，两个“失效—安全”的制动系统（它们是保护系统的一部分）中，至少有一个将开始工作，通常是可变桨的叶尖和机械制动。“失效—安全”定义成一种设计理念，通过它风力发电机组的安全得到维持，即使是在部件失效或者电网失效的情况也是如此。

至于变速变桨的风力发电机组，有相对复杂的控制，其与发电机的相互作用确保风力发电机组保持在安全的条件下。如果由于错误或保护系统的干涉或者叶片变桨系统、转速控制发生错误，发电机没有与电网连接，两个“失效—安全”的制动系统（它们是保护系统的一部分）中，至少有一个将开始工作。通常是可变桨的叶尖和机械制动。注意，对于变桨风力发电机组，两个制动系统中的一个是变桨系统，它构成了保护和控制系统的一部分。有着同样原因的错误必须给予特别的注意。不管是叶片变桨还是机械制动，如果叶片被锁定在某一固定的位置，如+15°，它都不会产生要求的效果。

对于每一个概念，上述可靠性的目标都是有效的。构成保护和控制系统一部分的零件都必须是失效安全设计，或者它的失效概率应减到最小。(www.xing528.com)

发电机应该能够产生足够大的力矩，保证风力发电机组在定义的运行范围内，见2.2.1节。发电机的脱网（切出）应基于负功率、零功率或者来自继电保护系统针对电气错误的信号，目的是在所有情况下，利用发电机的制动功率。

如果采用变频器，需要与发电机一起来考虑安全性和错误的频率。

发电机应该考虑它所承受的机械作用进行设计。对于高风速固定不变桨叶片的风力发电机组的起动，发电机的切入应该在低于同步转速下进行，以限制加速直到达到全转速。变桨控制的叶片，采用的控制策略是确保对加速度的限制。