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[摘 要]能源问题与环境问题日益严重，为实现社会经济的可耻性良性发展，要求加大新能源开发与应用。风机发电其应用风能，环保性突出，综合效益显著。为确保风电机组安全稳定运行，对风机主控系统的调试与维护提出了更高要求。本文结合电气低温型2MW风力发电机组，在介紹其构成、功能的基础上，探讨风机主控系统现场调试步骤、调试故障及其处理措施，充分保障风机主控系统运行的安全性与可靠性。
[关键词]风机主控系统 调试 故障 处理措施
中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0139-01
一、风机主控系统概述
电气低温型2MW风力发电机组，属于我国自主研发的风机主控系统，其在系统软件与系统硬件在运行中具备较高可靠性与高校控制性，在风力发电项目中应用十分广泛。风机主控系统属于风力发电机组的关键部件与核心部件，主控系统承担着对整个风机运行状况与风机部件运行情况的实时性监控，按照实际风能变化进行机组功率输出调整，确保风机发电机组可以保持安全可靠运行，实现对风电机组自动启动、自动对风、自动调速与并网发电等动作进行有效控制，在出现故障问题时，风机主控系统则需要依据故障问题的实际等级执行停机操作，确保风电机组安全性。主控系统实现对所有设备的控制，主要是通过变流器系统变桨系统进行通信来完成。
这种风机主控系统其安全可靠性较高，技术较为先进，可以通过自动调节捕捉到最大风能，确保电网兼容性处于良好状态，该系统主要是由塔基控制柜与机舱控制柜构成，其中塔基控制柜在运行中具备以下功能：执行控制程序运行，承担设备启停指令发送；进行电网监控，对其电压、电流与频率等参数进行监控，针对故障问题发出警报，执行停机指令等；同故宫人机界面实现对风机的各种控制，支持多种通讯方式；机舱控制柜承担着风速、风向、机舱温度、发电机温度等参数指标的监控；控制着机舱内部冷却设备与加热设备等的启停作业。
该系统采取主CPU安全保护与安全CPU安全保护相结合的安全系统，为确保系统安全运行提供保障。
二、风机主控系统执行现场调试的主要步骤
本文重点对风机主控系统调试进行分析，其系统调试不要步骤为：
（一）送电之前的检查作业
在进行送电之前，应进行主控系统检查，重点对控制柜内部其部件安装是否稳固，设备外部是否存在着破损，接地线是否实现可靠性连接，内部电源回路是否准确，柜内接线是否牢固，并检查控制柜进线电压与三相是否保持平衡。因主控系统其控制柜内部部件数量较多，在进行检查作业时，应确保检查准确性与全面性，如发现隐藏问题，应及时借助测量工具进行研究分析。在送电之前，还应对GPU设置进行检查，并试验IP拨号，对其光纤与电缆连接状况进行分析。
（二）送电后检查作业
在送电后，依据主控系统图纸逻辑关系，对其开关合闸进行控制，并测量主控系统出口端电压值；在送电后，主控系统CPU需要一段时间进行启动，其启动是否完成可以通过观察CPU状态灯进行判断；在塔底HMI中设置准确IP值，确保主控CPU与HMI之间可以有效通信，并对CPU时钟进行设定；查看主控系统模块信息，检查HMI主画面，确保其温度、压力值、风速等处于正常状态；查看HMI状态码，重点检查I/O监控系统信号是否正常；进行HMI状态码画面检测，确保其安全链系统运行质量。
通过以上调试操作，可以完成风机主控系统基本调试，在确保调试效果的基础上，进行风机并网试验与超速试验等。
三、风机主控系统调试中常见故障问题与解决办法
（一）主控CPU与HMI之间存在通信故障
通过HMI显示通信状态的显示灯判断主控CPU与HMI之间是否存在着故障问题，引起该故障的主要原因及其解决方法为：其风机号输入不准确，可以通过检查HMI登陆画面，正确输入相关的风机号来解决；主控CUP在进行IP拨号时出现错误，为此，应对风机主控系统CUP中设置的IP地址进行拨号设定；路由器供电出现问题，如路由器供电端子松动导致无法正常供电，可以通过检查路由器通信指示灯，进行路由器正常供电检查，接头基础不稳固引起，如插头不牢固，导致其连接不紧密，引起通信故障，可以通过检查插线解决这类问题；此外，IP地址冲突也会引起通信故障问题。可以通过断开中控站外部网络通信，如主控CPU及HMI可以有效连接，则判断为该故障是由IP冲突引起，通过重新设置来解决该问题。
（二）风机主控系统塔底主控CUP与机舱控制柜通信故障研究
如在HMI状态码画面中，通过模块监控进行机舱模块状态检查，如其状态显示为0，则说明风机主控系统塔底主控CPU与机舱控制柜之间存在着通信故障问题，其解决方法为：检查光纤通信模块指示灯运行是否正常；对光纤是否存在损坏进行检查，确保其光纤头接线正确；进行机舱CPU状态检查。
（三）安全模块丢失问题
安全模块丢失，主要表现为安全CPU指示灯所进行显示的MX灯采取固定频率进行不断闪烁，引起安全模块丢失的原因及解决方法为：指示灯存在故障，通过检查模块指示灯，确保模块插线质量，重新安装模块；拨码错误，通过检查机舱内部通信节点拨号来解决问题；模块损坏也属于引起该问题的原因，可以通过更换模块进行检查。
（四）无法正常启动安全CPU
风机主控系统安全逻辑控制器无法正常启动，说明无法正常启动安全CPU，在这种状况下，指示灯显示为FAIL，其故障原因及解决措施主要为：启动温度不足，通过检查外部环境温度，是否温度过低，引起安全CPU无法正常启动，如是则可以通过关闭柜门，将其加热到足够温度进行重新启动；通信站点拨码错误。通过检查安全CPU所执行的拨码是否正确来解决该问题。
（五）主控CPU指示灯显示异常问题
当主控CPU状态指示灯以绿色进行闪烁时，并非说明风机主控系统出现了故障问题，而是主控CPU在进行模块配置文件信息读取，尤其是在第一次更新时，其所需要花费的时间较长，一般在十分钟左右，这种异常显示多被认为故障，其本身并非故障问题，在更新完毕后，指示灯恢复正常工作状态。通过正常配置更新，实现其对风机运行状态的监控。
此外，还存在着I/O模块故障问题，可以通过检查模块指示灯，一般存在故障时，其指示灯多表现为红色，如指示灯运行正常，则其传输的主控数据不准确，则可以通过检查数据通道来解决其问题。
四、结语
风机主控系统属于风力发电机组的核心，在调试作业中应切实做到准确性与全面性，避免出现遗漏，在风力发电机组并网作业之前，排除所有潜在隐患问题。本文在概述风机主控系统的基础上，对风机主控系统执行现场调试的主要步骤、风机主控系统调试中常见故障问题与解决办法进行分析。通过全面调试，保障风力发电机组运行的可靠性与安全性，实现其综合效益。
参考文献
[1] 王斌，吴焱，丁宏等.风电主控系统和变频系统的一种半物理试验方案[J].电力自动化设备，2011，31（10）：117-120.
[2] 杨显杰.风机主控系统设计质量管理研究[D].南开大学，2011.
[3] 王福禄，奚玲玲，孙佳林等.风机主控系统调试与分析[J].装备机械，2012，（3）：53-58.
[4] 徐卫峰，赵刚，郝勇生*等.风力发电机主控系统状态码设计与应用[J].风机技术，2013，（2）：59-63.
[5] 刘英杰.明阳风力发电机组主控系统调试过程中故障分析与处理[J].电气技术，2011，（3）：73-75.
[6] 温春雪，李正熙.风力发电系统中风机控制策略综述[J].北方工业大学学报，2011，23（1）：60-63.
[关键词]风机主控系统 调试 故障 处理措施
中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0139-01
一、风机主控系统概述
电气低温型2MW风力发电机组，属于我国自主研发的风机主控系统，其在系统软件与系统硬件在运行中具备较高可靠性与高校控制性，在风力发电项目中应用十分广泛。风机主控系统属于风力发电机组的关键部件与核心部件，主控系统承担着对整个风机运行状况与风机部件运行情况的实时性监控，按照实际风能变化进行机组功率输出调整，确保风机发电机组可以保持安全可靠运行，实现对风电机组自动启动、自动对风、自动调速与并网发电等动作进行有效控制，在出现故障问题时，风机主控系统则需要依据故障问题的实际等级执行停机操作，确保风电机组安全性。主控系统实现对所有设备的控制，主要是通过变流器系统变桨系统进行通信来完成。
这种风机主控系统其安全可靠性较高，技术较为先进，可以通过自动调节捕捉到最大风能，确保电网兼容性处于良好状态，该系统主要是由塔基控制柜与机舱控制柜构成，其中塔基控制柜在运行中具备以下功能：执行控制程序运行，承担设备启停指令发送；进行电网监控，对其电压、电流与频率等参数进行监控，针对故障问题发出警报，执行停机指令等；同故宫人机界面实现对风机的各种控制，支持多种通讯方式；机舱控制柜承担着风速、风向、机舱温度、发电机温度等参数指标的监控；控制着机舱内部冷却设备与加热设备等的启停作业。
该系统采取主CPU安全保护与安全CPU安全保护相结合的安全系统，为确保系统安全运行提供保障。
二、风机主控系统执行现场调试的主要步骤
本文重点对风机主控系统调试进行分析，其系统调试不要步骤为：
（一）送电之前的检查作业
在进行送电之前，应进行主控系统检查，重点对控制柜内部其部件安装是否稳固，设备外部是否存在着破损，接地线是否实现可靠性连接，内部电源回路是否准确，柜内接线是否牢固，并检查控制柜进线电压与三相是否保持平衡。因主控系统其控制柜内部部件数量较多，在进行检查作业时，应确保检查准确性与全面性，如发现隐藏问题，应及时借助测量工具进行研究分析。在送电之前，还应对GPU设置进行检查，并试验IP拨号，对其光纤与电缆连接状况进行分析。
（二）送电后检查作业
在送电后，依据主控系统图纸逻辑关系，对其开关合闸进行控制，并测量主控系统出口端电压值；在送电后，主控系统CPU需要一段时间进行启动，其启动是否完成可以通过观察CPU状态灯进行判断；在塔底HMI中设置准确IP值，确保主控CPU与HMI之间可以有效通信，并对CPU时钟进行设定；查看主控系统模块信息，检查HMI主画面，确保其温度、压力值、风速等处于正常状态；查看HMI状态码，重点检查I/O监控系统信号是否正常；进行HMI状态码画面检测，确保其安全链系统运行质量。
通过以上调试操作，可以完成风机主控系统基本调试，在确保调试效果的基础上，进行风机并网试验与超速试验等。
三、风机主控系统调试中常见故障问题与解决办法
（一）主控CPU与HMI之间存在通信故障
通过HMI显示通信状态的显示灯判断主控CPU与HMI之间是否存在着故障问题，引起该故障的主要原因及其解决方法为：其风机号输入不准确，可以通过检查HMI登陆画面，正确输入相关的风机号来解决；主控CUP在进行IP拨号时出现错误，为此，应对风机主控系统CUP中设置的IP地址进行拨号设定；路由器供电出现问题，如路由器供电端子松动导致无法正常供电，可以通过检查路由器通信指示灯，进行路由器正常供电检查，接头基础不稳固引起，如插头不牢固，导致其连接不紧密，引起通信故障，可以通过检查插线解决这类问题；此外，IP地址冲突也会引起通信故障问题。可以通过断开中控站外部网络通信，如主控CPU及HMI可以有效连接，则判断为该故障是由IP冲突引起，通过重新设置来解决该问题。
（二）风机主控系统塔底主控CUP与机舱控制柜通信故障研究
如在HMI状态码画面中，通过模块监控进行机舱模块状态检查，如其状态显示为0，则说明风机主控系统塔底主控CPU与机舱控制柜之间存在着通信故障问题，其解决方法为：检查光纤通信模块指示灯运行是否正常；对光纤是否存在损坏进行检查，确保其光纤头接线正确；进行机舱CPU状态检查。
（三）安全模块丢失问题
安全模块丢失，主要表现为安全CPU指示灯所进行显示的MX灯采取固定频率进行不断闪烁，引起安全模块丢失的原因及解决方法为：指示灯存在故障，通过检查模块指示灯，确保模块插线质量，重新安装模块；拨码错误，通过检查机舱内部通信节点拨号来解决问题；模块损坏也属于引起该问题的原因，可以通过更换模块进行检查。
（四）无法正常启动安全CPU
风机主控系统安全逻辑控制器无法正常启动，说明无法正常启动安全CPU，在这种状况下，指示灯显示为FAIL，其故障原因及解决措施主要为：启动温度不足，通过检查外部环境温度，是否温度过低，引起安全CPU无法正常启动，如是则可以通过关闭柜门，将其加热到足够温度进行重新启动；通信站点拨码错误。通过检查安全CPU所执行的拨码是否正确来解决该问题。
（五）主控CPU指示灯显示异常问题
当主控CPU状态指示灯以绿色进行闪烁时，并非说明风机主控系统出现了故障问题，而是主控CPU在进行模块配置文件信息读取，尤其是在第一次更新时，其所需要花费的时间较长，一般在十分钟左右，这种异常显示多被认为故障，其本身并非故障问题，在更新完毕后，指示灯恢复正常工作状态。通过正常配置更新，实现其对风机运行状态的监控。
此外，还存在着I/O模块故障问题，可以通过检查模块指示灯，一般存在故障时，其指示灯多表现为红色，如指示灯运行正常，则其传输的主控数据不准确，则可以通过检查数据通道来解决其问题。
四、结语
风机主控系统属于风力发电机组的核心，在调试作业中应切实做到准确性与全面性，避免出现遗漏，在风力发电机组并网作业之前，排除所有潜在隐患问题。本文在概述风机主控系统的基础上，对风机主控系统执行现场调试的主要步骤、风机主控系统调试中常见故障问题与解决办法进行分析。通过全面调试，保障风力发电机组运行的可靠性与安全性，实现其综合效益。
参考文献
[1] 王斌，吴焱，丁宏等.风电主控系统和变频系统的一种半物理试验方案[J].电力自动化设备，2011，31（10）：117-120.
[2] 杨显杰.风机主控系统设计质量管理研究[D].南开大学，2011.
[3] 王福禄，奚玲玲，孙佳林等.风机主控系统调试与分析[J].装备机械，2012，（3）：53-58.
[4] 徐卫峰，赵刚，郝勇生*等.风力发电机主控系统状态码设计与应用[J].风机技术，2013，（2）：59-63.
[5] 刘英杰.明阳风力发电机组主控系统调试过程中故障分析与处理[J].电气技术，2011，（3）：73-75.
[6] 温春雪，李正熙.风力发电系统中风机控制策略综述[J].北方工业大学学报，2011，23（1）：60-63.