风力发电机组的变桨控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种风力发电机组的变桨控制系统，包括：信号获取单元，获取风力发电机组的三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号；变桨控制单元，安装在风力发电机组的三个控制轴柜中的一个控制轴柜内；变桨执行单元，安装在风力发电机组的辅助设备上，其中，所述信号获取单元与所述变桨控制单元连接，所述变桨控制单元从所述信号获取单元接收和处理三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号，并根据主控装置下发的变桨控制信号产生桨叶速度控制信号，所述变桨执行单元与所述变桨控制单元连接并接收桨叶速度控制信号执行变桨。

Variable propeller control system for wind turbine

The utility model provides a variable propeller control system for a wind turbine, which includes a signal acquisition unit to obtain the blade position signal of the three blades of the wind turbine and the blade velocity signal; the variable propeller control unit is installed in a control shaft cabinet in the three control shaft cabinet of the wind turbine; The execution unit is installed on the auxiliary equipment of the wind turbine, in which the signal acquisition unit is connected with the paddle control unit. The paddle control unit receives and processes the blade position signals of the three blades and the blade speed letter number from the signal acquisition unit, and according to the paddles sent under the master control device. The control signal generates the blade speed control signal, and the variable pitch execution unit is connected with the pitch control unit and receives the blade speed control signal to carry out the variable pitch.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的变桨控制系统
本技术涉及风力发电机组
，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的变桨控制系统。
技术介绍
风电变桨系统是兆瓦级以上风力发电机组中桨叶角度改变的驱动和控制设备，一般采用三轴柜式结构，分别控制风力发电机组的三个桨叶。现有技术中，风电变桨系统的每个轴柜内都有一套PLC系统、电源管理模块、逆变器及其他电气设备，每个轴柜与其配套电机独立形成包含位置环、速度环、电流环的控制系统。风电变桨系统的三个轴柜之间相互独立，无法直接通讯，且主控根据风机运行状态，在汇总三个轴柜传输的实时信息后，分别给三个轴柜下发位置信号以实现变桨控制。另外，当风力发电机组出现故障需要停机时，主控装置要求变桨系统驱动三个桨叶都完成顺桨工作才实现安全停机，在变桨控制系统的两个桨叶已经完成顺桨时，若此时第三个轴柜的电机超温或者逆变器超温等其他重要部件发生故障需要即刻停止运行时，主控装置无法单独控制故障轴柜停止运行，因此，便造成了设备的进一步损坏。现有技术中，风电变桨系统实现了利用一套PLC来控制三个轴柜之间进行相互通讯，但三轴柜与其配套电机形成的依然是独立的位置环、速度环和电流环(三环)控制系统。三环控制系统作为通讯子站与主控装置进行通讯不仅占用了较多的通讯资源，而且还存在着任意单个轴柜内设备出现故障，三个轴柜控制系统都会受到影响或者三个轴柜控制系统之间互相干扰的风险。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提出了一种风力发电机组的变桨控制系统。根据本技术的一方面，提供了一种风力发电机组的变桨控制系统，包括：信号获取单元，获取风力发电机组的三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号；变桨控制单元，安装在风力发电机组的三个控制轴柜中的一个控制轴柜内；变桨执行单元，安装在风力发电机组的辅助设备上，其中，所述信号获取单元与所述变桨控制单元连接，所述变桨控制单元从所述信号获取单元接收和处理三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号，并根据主控装置下发的变桨控制信号产生桨叶速度控制信号，所述变桨执行单元与所述变桨控制单元连接并接收桨叶速度控制信号执行变桨。优选地，所述变桨控制单元包括可编程逻辑控制器PLC和与三个控制轴柜分别对应的逆变器，所述三个逆变器分别和所述PLC连接，所述PLC从信号获取单元接收三个桨叶各自的桨叶位置信号，所述逆变器从信号获取单元接收三个桨叶各自的桨叶速度信号。优选地，其特征在于，所述PLC与主控装置连接，接收主控装置下发的变桨控制信号并将三个桨叶各自的桨叶速度控制信号分别发送到对应的三个逆变器。优选地，所述信号获取单元包括与三个控制轴柜分别对应的三个旋转编码器和三个位置传感器，其中，所述三个旋转编码器用于分别检测风力发电机组的三个桨叶的桨叶位置和桨叶速度，所述三个位置传感器用于对三个旋转编码器检测得到的桨叶位置信号分别进行校验。优选地，所述变桨执行单元包括与三个控制轴柜分别对应的三个驱动电机，所述三个驱动电机用于分别驱动风力发电机组的三个桨叶进行变桨。优选地，所述三个旋转编码器分别安装在对应的三个驱动电机上。优选地，所述旋转编码器和所述位置传感器分别安装在风力发电机组的辅助设备上。优选地，所述变桨控制单元中的PLC还包括故障检测单元，用于对风力发电机组的三个控制轴柜分别进行故障检测，并向变桨执行单元发送控制故障控制轴柜停机的信号。优选地，所述控制系统通过滑环与主控装置连接。优选地，所述三个逆变器与PLC之间、主控装置与PLC之间通过总线进行连接。本技术不仅使原本离散的三控制轴柜进行统一协调控制，还使变桨系统的总体控制权限由主控转移到了变桨系统自身，降低了变桨系统的故障率，提高了变桨系统的可靠性和安全性。另外，本技术在特殊工况下也实现了对系统设备的保护和延长了设备的使用寿命。附图说明下面将结合附图进行本技术的详细描述，本技术的上述特征和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：图1是本技术的实施例的风力发电机组的变桨控制系统的框图；图2是本技术的实施例的风力发电机组的变桨控制系统的部件连接示意图；图3是本技术的实施例的风力发电机组的变桨控制系统的工作原理示意图。具体实施方式提供以下参照附图的描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本技术的示例性实施例。其中，相同的标号始终表示相同的部件。在下文中，描述相关技术术语定义：1、旋转编码器旋转编码器是用来测量转速并配合PWM技术可以实现快速调速的装置。光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。旋转编码器分为单路输出和双路输出两种，其中，单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。2、逆变器逆变器将直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)，它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。3、风力发电机组变桨控制系统风力发电机组在正常运行时所有部件都随轮毂以一定的速度旋转，变桨控制系统是通过控制风力发电机组桨叶的角度来控制风轮的转速，进而控制风力发电机组的输出功率在设计的容许值范围内，并能够通过空气动力制动的方式使风力发电机组安全停机。风力发电机组变桨控制系统的所有部件都安装在轮毂上。4、风力发电机组顺桨在风力发电机组出现故障或者其他需要紧急停机时，对风力发电机组进行叶片顺桨，这样使风力发电机组结构受力减小，保证风力发电机组运行的安全可靠。顺桨操作是利用空气动力学原理使风力发电机组的三个桨叶顺桨90°与风向平行，以使风力发电机组停机。图1是本技术的实施例的风力发电机组的变桨控制系统的框图。如图1所示，根据本技术的实施例的风力发电机组的变桨控制系统100，包括获取风力发电机组的三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号的信号获取单元101、安装在风力发电机组的三个控制轴柜中的一个控制轴柜内的变桨控制单元102和安装在风力发电机组的辅助设备上的变桨执行单元103，其中，信号获取单元101与变桨控制单元102连接，变桨控制单元102从信号获取单元101接收和处理三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号，并根据主控装置下发的变桨控制信号产生桨叶速度控制信号，变桨执行单元103与变桨控制单元102连接，并接收桨叶速度控制信号执行变桨。根据本技术的实施例，信号获取单元101包括与三个控制轴柜分别对应的三个旋转编码器和三个位置传感器。其中，三个旋转编码器分别检测风力发电机组的三个桨叶的桨叶位置和桨叶速度，并将检测的三个桨叶的桨叶位置信号和桨叶速度信号发送到变桨执行单元102内，三个位置传感器分别对三个旋转编码器检测得到的桨叶位置信号进行校验，以确保发送到变桨执行单元102内的桨叶位置信号准确无误。根据本技术的实施例，变桨控制单元102包括可编程逻辑控制器PLC和与三个控制轴柜分别对应的逆变器，且三个逆变器分别和PLC连接。其中，PLC从信号获取单元101接收三个桨叶各自的桨叶位置信号，三个逆变器从信号获取单元101接收三个桨叶各自的桨叶速度信号，PLC与主控装置连接，接收主控装置下发的变桨控制信号并将产生的三个桨叶各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的变桨控制系统，其特征在于，包括：信号获取单元，获取风力发电机组的三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号；变桨控制单元，安装在风力发电机组的三个控制轴柜中的一个控制轴柜内；变桨执行单元，安装在风力发电机组的辅助设备上，其中，所述信号获取单元与所述变桨控制单元连接，所述变桨控制单元从所述信号获取单元接收和处理三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号，并根据主控装置下发的变桨控制信号产生桨叶速度控制信号，所述变桨执行单元与所述变桨控制单元连接并接收桨叶速度控制信号执行变桨。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的变桨控制系统，其特征在于，包括：信号获取单元，获取风力发电机组的三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号；变桨控制单元，安装在风力发电机组的三个控制轴柜中的一个控制轴柜内；变桨执行单元，安装在风力发电机组的辅助设备上，其中，所述信号获取单元与所述变桨控制单元连接，所述变桨控制单元从所述信号获取单元接收和处理三个桨叶各自的桨叶位置信号和桨叶速度信号，并根据主控装置下发的变桨控制信号产生桨叶速度控制信号，所述变桨执行单元与所述变桨控制单元连接并接收桨叶速度控制信号执行变桨。2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述变桨控制单元包括可编程逻辑控制器PLC和与三个控制轴柜分别对应的逆变器，所述三个逆变器分别和所述PLC连接，所述PLC从信号获取单元接收三个桨叶各自的桨叶位置信号，所述逆变器从信号获取单元接收三个桨叶各自的桨叶速度信号。3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述PLC与主控装置连接，接收主控装置下发的变桨控制信号并将三个桨叶各自的桨叶速度控制信号分别发送到对应的三个逆变器。4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11