风电场控制系统安全性分析：西门子杯挑战赛设计方案

在"系统安全性分析-boost.asio C++网络编程第二稿"中，主要探讨了在风电场的电力系统安全性背景下，针对风电场功率控制的重要性和挑战。随着风电的快速增长，电力调度和电能质量管理面临着新课题，尤其是当风电场的“穿透功率”过高时，电网的稳定运行面临严峻考验。针对双馈机组的风电场，功率控制是亟待解决的关键问题，因为它在理论研究和工程实践中的作用不容忽视。 该文章以2014年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛为背景，参赛队伍围绕风电场的控制系统进行了深入设计。设计依据包括比赛规则、风力发电仿真设备手册、SIMATIC PCS7使用手册及产品目录等权威标准。设计范围涵盖了偏航控制、桨距控制、转速控制以及风机的全自动启动和运行状态监测等功能，确保风能的高效捕捉和机组的安全运行。 系统分析部分着重于甲方需求的满足，比如： 1. 偏航控制：设计算法确保风机始终正对风向，避免风向变化导致的能量损失，并设置防缆绳缠绕机制，当偏航角度偏差超过5°或达到±1080°时启用。 2. 桨距控制：针对过高的风速可能导致的硬件损害，通过设计功率控制算法，通过调整桨距来限制吸收功率，保证设备的稳定性。 3. 转速控制：在低风速时，通过控制发电机转速以最大化风能利用，确保在各种风况下都能保持最大风能追踪效率。 4. 风机全自动启动：设计完整的启动流程，以确保设备的可靠启动和操作。 此外，设计遵循了多项国内标准，如过程测量和控制仪表功能标志、风力发电机组控制器技术条件、安全仪表系统的功能安全规定等，确保系统的合规性和安全性。这些标准涵盖了设计管理、文件编制、深度规定、施工图设计、工艺设计等多个层面，强调了在风力发电控制系统设计中对安全性和性能的全面考虑。 这篇文章详细阐述了风电场控制系统设计中涉及的关键技术及其在电力系统安全性方面的考量，体现了参赛队伍在解决风电场功率控制问题上的严谨态度和实际工程能力。