[发明专利]风电机组防台风运行控制方法、装置及使用该装置的机组

说明书

技术领域

本发明涉及具有基本上与风向成直角的旋转轴线的风力发动机的控制领域，具体来说，是一种风力发电机组防台风的运行控制方法、装置及使用该装置的风力发电机组。

背景技术

在风力资源丰富的中国东南沿海地区，台风发生非常频繁，这种恶劣环境条件经常导致风力发电机组(以下简称机组)的损坏和故障。台风到来时，机组结构所受风载荷与空气密度、风速有关；台风时空气密度极大，风力等级有时达到16级以上；如果机组不能及时偏航以降低叶片与机舱的受风面积，极易超过设计载荷极限，使机组乃至整个风电场遭到破坏。

为了减小台风的危害，现有技术中采取了一些避风的方法。如中国发明专利申请公布说明书公开了一种“风力发电机组群塔架自动转体对风避风方法”(申请号200710072503.X)，将塔架做成由三部分组成的组合型，一为固定塔架基座，二为帽型经纬旋转平台，三为对称平面几何型塔架。帽型经纬旋转平台套装在固定塔架基座的上部，并可自由水平旋转即经度旋转；在帽型经纬旋转平台的侧面装有水平筒型轴承座，水平筒型轴承座内的轴，可以垂直旋转即纬度旋转；纬度旋转轴位于对称平面几何型塔架的对称中心线上。机组群塔架受风力吹动时，自动以经度旋转方向转体对风；超强风力吹动时，自动绕纬度旋转轴旋转倾倒避风。该种机组可以自动旋转避风，但在超强阵风作用瞬间，机舱及叶片可能来不及进行偏航或俯仰动作，使得机舱及叶片仍承受较大的受风面积，即受到较大的冲击载荷；此时，机组所受的风载荷、叶根弯矩及倾覆力矩就可能超出设计范围，从而导致机组的损坏。

可见，现有机组及其运行控制方法，不能完全满足防台风的要求。因此，有必要设计一种新的风力发电机组防台风的运行控制方法，以减小台风给机组乃至整个风电场带来的损失。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风力发电机组防台风的运行控制方法，台风来袭时，可最大限度减小叶片与机舱的受风面积，降低机组所受的风载荷、叶根弯矩及倾覆力矩，保护机组免遭破坏。在此基础上，本发明还提供一种风力发电机组防台风的运行控制装置，及使用该装置的风力发电机组。

为解决以上技术问题，本发明提供的风力发电机组防台风的运行控制方法，其技术方案是，包括以下步骤：

包括以下步骤：

10)接收台风预报信号；

20)在台风来临之前，叶片顺桨；

211)判断风轮转速是否降低至设定的较低转速，若是，进入步骤212)；

212)实时获取风轮转速信号及叶片的位置信号；

213)判断是否达到液压刹车时机，所述液压刹车时机为，风轮转速达到设定的临界液压刹车转速，并且，其中一只叶片距风轮圆周最低点的角度接近临界液压刹车角度，

若是，进入步骤214)；

若否，返回步骤212)；

214)启动液压刹车，使风轮中所述的其中一只叶片停靠在风轮圆周的最低点附近。

30)控制机舱主动偏航；

40)判断机舱尾部是否对风，

若是，进入步骤50)；

若否，返回步骤30)；

50)释放偏航刹车，并停机；

60)台风来袭，依靠叶片的气动力矩实现机舱自由偏航；

70)通过叶片的尾舵作用，不断调整机舱尾部的迎风角度。

所述步骤212)中：

通过风轮转轴上设置的转速传感器获取风轮转速信号；

通过软件方式或硬件方式获取叶片的位置信号。

所述软件方式为：

设定临界液压刹车转速；

计算刹车停转时间；

计算风轮转过角度；

计算叶片距风轮圆周最低点的角度。

所述硬件方式为：

通过风轮圆周最低点位置上设置的位置传感器，获取叶片距风轮圆周最低点的角度。

保持所述液压刹车的刹车力不变。

或者，通过压力调节器闭环控制液压刹车的刹车力。

本发明提供的风力发电机组防台风的运行控制装置，其技术方案是，包括：

转速传感器，设置在风轮转轴上，用于检测并输出风轮转速信号；

位置传感器，设置在风轮圆周的最低点位置，用于检测并输出叶片距风轮圆周最低点的角度信号；

控制器，用于接收台风预报信号及各种传感器的检测信号，根据预定的控制策略，发出相关的控制指令，所述控制器还存储与控制有关的参数；