[发明专利]一种变桨距风电机组紧急顺桨触发系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电机组安全控制领域，具体地，涉及一种变桨距风电机组紧急顺桨触发系统及方法。

背景技术

变桨距风力发电机组向兆瓦级、大型化发展，机组对安全保护控制的要求越来越高，其中紧急顺桨动作(快速地将叶片角度从0度或当前工作角度驱动到90度附近的停机角度)是机组在异常情况下进行的最为关键有效的气动停车保护动作，如果变桨系统的紧急顺桨动作在需要的时候没有被有效地触发，会引发很严重的后果。风力发电机组的控制系统一般分为两个层次，一个层次是主控制系统，负责控制机组常规运行的转矩控制、变桨控制和监督控制；另一个层次是机组的安全控制系统，可靠性要求比主控制系统高，并且独立于主控制系统，主要检测机组的超速、超功率、振动、偏航扭缆和主控制系统失效等，当任何一种状况被检测到，安全控制系统需要触发变桨系统的紧急顺桨动作和其他保护动作，快速停机以保护机组安全。

机组运行过程中的超速检测、超功率检测、振动检测、偏航扭缆检测和主控系统失效检测等都有较为成熟的解决方案，能够有效地检测；当检测到上述工况时需要一个触发信号来触发变桨系统开始紧急顺桨动作以实现气动停车，保护机组安全。当前的触发方式是低电平触发，当机组运行于正常情况时，安全控制系统输出的低电平触发信号处于高电平，当检测到上述工况时，则该低电平触发信号由高电平变为低电平，通过由高电平变为低电平来触发变桨系统的紧急顺桨动作。

安全控制系统的低电平触发信号要经过接线端子、滑环和线路才能到达变桨系统，在这个过程中具有一定的不确定性，常规的低电平触发方式存在不能有效触触发的问题，也就是存在一种可能：当安全系统检测到异常工况，安全系统的输出触发信号由高电平变为低电平，但是由于信号传输通道的各种异常原因(如滑环内部问题、接线端子问题等)，在信号传输通路的另一端信号仍然保持高电平，则变桨系统的紧急顺桨动作不能够被及时触发，机组不能够有效及时地停机，极有可能引发严重的后果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种变桨距风电机组紧急顺桨触发系统及方法，保证机组在异常情况下能够有效、安全、及时地触发紧急顺桨动作，保护机组安全。

实现上述目的的技术方案如下：

一种变桨距风电机组紧急顺桨触发系统，根据安全控制系统输出的低电平触发信号来确定是否进行紧急顺桨触发，包括：

脉冲发生模块，由脉冲发生器与“与”逻辑模块连接组成；当低电平触发信号处于高电平时，脉冲发生器通过“与”逻辑模块与低电平触发信号一起构成一个持续的、固定频率的脉冲信号输出；当低电平触发信号变为低电平时，脉冲发生器通过“与”逻辑模块与低电平触发信号一起构成一个持续的低电平信号输出；

信号传输通路，用于传输脉冲发生模块输出的信号；

脉冲检测及触发模块，由脉冲检测器、触发模块与逻辑模块依次连接组成，脉冲检测器用于对经信号传输通路传输过来的信号进行脉冲定时计数，在一定时间尺度内对脉冲发生次数进行计算，当脉冲次数过小或接近0时则逻辑模块判定持续固定频率的脉冲信号失效，启动触发模块触发紧急顺桨动作，当检测到持续的、固定频率的脉冲信号时则逻辑模块判定脉冲信号有效，触发模块不触发紧急顺桨动作。

进一步地，所述信号传输通路包括滑环、线路和两个接线端子，所述“与”逻辑模块的输出点通过一端接线端子接线到滑环，通过滑环内部再经另一端的接线端子接线到脉冲检测器的输入点。

本发明还提供了一种变桨距风电机组紧急顺桨触发方法，根据安全控制系统输出的低电平触发信号来确定是否进行紧急顺桨触发，包括如下步骤：

(1)当低电平触发信号处于高电平时，脉冲发生器通过“与”逻辑模块与低电平触发信号一起构成一个持续的、固定频率的脉冲信号输出；当低电平触发信号变为低电平时，脉冲发生器通过“与”逻辑模块与低电平触发信号一起构成一个持续的低电平信号输出；

(2)经步骤(1)中输出的信号通过信号传输通路输送到脉冲检测器，脉冲检测器对信号进行脉冲定时计数，在一定时间尺度内对脉冲发生次数进行计算，当脉冲次数过小或接近0时则逻辑模块判定持续固定频率的脉冲信号失效，启动触发模块触发紧急顺桨动作，当检测到持续的、固定频率的脉冲信号时则逻辑模块判定脉冲信号有效，触发模块不触发紧急顺桨动作，风电机组正常工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：