风力发电机组的控制方法和设备技术

提供一种风力发电机组的控制方法和设备。所述方法包括：检测风力发电机组的变桨系统是否发生故障；当检测到变桨系统的变桨驱动器发生故障时，确定刹车控制回路是否正常工作；当确定刹车控制回路正常工作时，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度；响应于桨距角变化到安全角度，固定叶片的位置使得桨距角不再变化。根据本发明专利技术构思的风力发电机组的控制方法和设备可能够在变桨系统出现故障的情况下，提供一种安全收桨方法，同时更简便、快捷地判断叶片的受力方向，有效减小叶片转动速度过快而导致的刹车阀抱闸时的摩擦和振动，保护风力发电机组的机械部件的安全。械部件的安全。械部件的安全。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的控制方法和设备


[0001]本专利技术涉及一种风力发电机组的控制方法和设备，更具体地讲，涉及一种能够在变桨系统出现故障的情况下实现叶片位置的安全保护的风力发电机组的控制方法和设备。

技术介绍

[0002]变桨系统的一个主要功能是担当风力发电机组的主刹车系统功能，从而保证风力机组安全稳定运行。然而，在风力发电机组运行过程中，变桨系统的驱动器、变桨电机或后备电源都有可能发生故障，而这种故障，很可能导致风力发电机的叶片无法收回到安全位置(例如，桨距角为89度)；如果风力发电机叶片无法收回到安全位置，在风力的作用下，会使风力发电机的转速无法下降，引发风力发电机超速甚至发生飞车危险。
[0003]目前，变桨系统的驱动器发生故障后，为使叶片收回或保护风力发电机组的安全，一般可用的方案为：(1)为每个叶片安装两套驱动系统，其缺点在于：一方面会使得系统成本成倍增加，另一方面用于容纳变桨系统的风轮(或轮毂)的内部空间十分有限，因此没有安装两套驱动系统的外在条件；(2)通过背风偏航(即，通过偏航使风力发电机偏航90度)来偏离风向，从而使风力发电机转速下降，实现停机，其缺点在于：如果在收桨到一定角度时偏航到一定角度后，反而会使叶片的受力表面再次与风向垂直，使叶片受力再次加大，一方面会导致风力发电机的风轮转速下降缓慢，一方面还会使风力发电机承受更大的载荷；(3)使用其它驱动装置驱动叶片回桨，其缺点在于：需要较大的能量，能量的来源和保持都有一定的困难；(4)设置单向刹车功能，其缺点在于：磨损刹车盘导致刹车系统失效，不能处理刹车控制回路继电器触点粘连、无法使电机刹车阀抱闸的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够在变桨系统出现故障的情况下实现叶片位置的安全保护的风力发电机组的控制方法和设备。
[0005]根据本专利技术构思的一个实施例，提供一种风力发电机组的控制方法，包括：检测风力发电机组的变桨系统是否发生故障；当检测到变桨系统的变桨驱动器发生故障时，确定刹车控制回路是否正常工作；当确定刹车控制回路正常工作时，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度；响应于桨距角变化到安全角度，固定叶片的位置使得桨距角不再变化。
[0006]可选地，确定刹车控制回路是否正常工作的步骤包括：确定刹车控制回路的继电器触点是否正常。
[0007]可选地，变桨驱动器包括用于控制刹车控制回路的控制单元，其中，通过刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤包括：若所述控制单元未发生故障，则通过所述控制单元控制刹车控制回路，进而控制叶片的桨距角的变化速度；若所述控制单元发生故障，则基于风力发电机组的主控系统的串联连接到刹车控制回路的滑环的硬件接线，通过刹车控制回路来控制叶片的桨距角的变化速度。
[0008]可选地，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤包括：使刹车控制回路松闸，并检测用于测量变桨速度的角度传感器是否正常工作；当检测到角度传感器正常工作时，基于由角度传感器测量的叶片的桨距角的变化速度使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换；当检测到角度传感器故障时，以预定周期使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换。
[0009]可选地，基于由角度传感器测量的叶片的桨距角的变化速度使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换的步骤包括：当桨距角的变化速度小于或等于0，或者大于或等于预设阈值时，使刹车控制回路抱闸；当桨距角的变化速度在第一预定时间段内始终大于0且小于预设阈值时，使刹车控制回路抱闸；响应于刹车控制回路抱闸持续第二预定时间段，使刹车控制回路松闸。
[0010]可选地，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤还包括：当检测到角度传感器无法正常工作时，以预定周期使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换。
[0011]可选地，固定叶片的位置使得桨距角不再变化的步骤包括：响应于由于桨距角变化到安全角度而触发限位机构，通过限位机构固定叶片的位置并使刹车控制回路抱闸，使得桨距角不再变化。
[0012]可选地，所述控制方法还包括：当确定刹车控制回路无法正常工作时，响应于由于桨距角变化到安全角度而触发限位机构，通过限位机构固定叶片的位置，使得桨距角不再变化。
[0013]根据本专利技术构思的一个实施例，提供一种风力发电机组的控制设备，包括：检测单元，被配置为检测风力发电机组的变桨系统是否发生故障；控制单元，被配置为：当检测到变桨系统的变桨驱动器发生故障时，确定刹车控制回路是否正常工作，并且当确定刹车控制回路正常工作时，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度；限位机构，被配置为：响应于桨距角变化到安全角度，固定叶片的位置使得桨距角不再变化。
[0014]可选地，变桨驱动器包括用于控制刹车控制回路的控制单元，其中，控制单元被配置为：若所述控制单元未发生故障，则通过所述控制单元控制刹车控制回路，进而控制叶片的桨距角的变化速度；若所述控制单元发生故障，则基于风力发电机组的主控系统的串联连接到刹车控制回路的滑环的硬件接线，通过刹车控制回路来控制叶片的桨距角的变化速度。
[0015]可选地，限位机构包括：叶片旋转触发机构，安置在叶片轴承上；第一限位机构，安装在轮毂的在叶片的桨距角为第一安全桨距角的位置处，并且被配置为阻止叶片朝着桨距角大于第一安全桨距角的方向旋转；叶片锁机构，安装在轮毂的在叶片的桨距角为第二安全桨距角的位置处，并且被配置为当叶片旋转触发机构沿收桨方向滑过叶片锁机构之后，将叶片旋转触发机构限制在叶片锁机构与第一叶片限位机构之间；第二限位机构，安装在轮毂的在叶片的桨距角为第三安全桨距角的位置处，并且被配置为阻止叶片朝着桨距角小于第三安全桨距角的方向旋转。
[0016]可选地，限位机构响应于由于桨距角变化到安全角度而触发，并且控制单元被配置为响应于限位机构被触发而使刹车控制回路抱闸，从而使得桨距角不再变化；或者/并
且，当控制单元确定刹车控制回路无法正常工作时，限位机构响应于由于桨距角变化到安全角度而触发，使得桨距角不再变化。
[0017]根据本专利技术构思的一个实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的控制方法。
[0018]根据本专利技术构思的一个实施例，提供一种计算装置，包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的控制方法。
[0019]根据本专利技术构思的实施例的上述方法不需要进行叶片方位角的检测，不需要对叶片在每个时刻的受力及其受力方向进行检测，而是通过检测叶轮转动过程中叶片的最终受力结果(即，叶片的变桨方向)，判断叶片的受力方向，因此判断更简便、快捷；同时，通过控制刹车控制回路在抱闸与松闸之间切换，可以有效减小叶片转动速度过快而导致的刹车阀抱闸时的摩擦和振动。
[0020]此外，包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：检测风力发电机组的变桨系统是否发生故障；当检测到变桨系统的变桨驱动器发生故障时，确定刹车控制回路是否正常工作；当确定刹车控制回路正常工作时，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度；响应于桨距角变化到安全角度，固定叶片的位置使得桨距角不再变化。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定刹车控制回路是否正常工作的步骤包括：确定刹车控制回路的继电器触点是否正常。3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，变桨驱动器包括用于控制刹车控制回路的控制单元，其中，通过刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤包括：若所述控制单元未发生故障，则通过所述控制单元控制刹车控制回路，进而控制叶片的桨距角的变化速度；若所述控制单元发生故障，则基于风力发电机组的主控系统的串联连接到刹车控制回路的滑环的硬件接线，通过刹车控制回路来控制叶片的桨距角的变化速度。4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤包括：使刹车控制回路松闸，并检测用于测量变桨速度的角度传感器是否正常工作；当检测到角度传感器正常工作时，基于由角度传感器测量的叶片的桨距角的变化速度使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换。5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，基于由角度传感器测量的叶片的桨距角的变化速度使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换的步骤包括：当桨距角的变化速度小于或等于0，或者大于或等于预设阈值时，使刹车控制回路抱闸；当桨距角的变化速度在第一预定时间段内始终大于0且小于预设阈值时，使刹车控制回路抱闸；响应于刹车控制回路抱闸持续第二预定时间段，使刹车控制回路松闸。6.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤还包括：当检测到角度传感器无法正常工作时，以预定周期使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换。7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，固定叶片的位置使得桨距角不再变化的步骤包括：响应于由于桨距角变化到安全角度而触发限位机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：许东宁，马磊，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：