[发明专利]一种风力发电机组直流变桨距控制系统的收桨控制方法

说明书

技术领域

 本发明涉及风力发电领域的变桨距控制系统，尤其涉及一种风力发电机组直流变桨距控制系统的收桨控制方法，该控制方法可主要用于主电源与风力发电机组脱离的情况下的紧急收桨。

背景技术

 在风力发电系统中，电控部分包含下面几个部分：主控系统、变桨距控制系统和变流器。变桨距控制系统，用来控制并变换叶片的角度以在不同的风速下达到最优的风力发电功率。具体地，即通过在叶片和轮毂之间安装的变桨驱动电机带动回转轴承转动从而改变叶片迎角，由此控制叶片的升力，以达到控制作用在风轮叶片上的扭矩和功率的目的。变桨控制系统是风力发电机组的基本控制系统。

在风电场运行过程中，有时会出现风力发电机组与主电源脱离，同时叶片尚未由变桨距控制系统收桨回到顺桨位置的情况，而该种情况下出现时，通常做法是：风力发电机组变桨距控制系统通常是直接通过能量存储模组源，直接驱动变桨电机进行紧急收桨动作，以避免叶片未收桨到顺桨位置而造成的风机风险。

然而，在能量存储模组源在直接启动变桨电机的瞬间，加载在变桨电机上的电流值往往达到变桨电机的额定电流的数十倍，通常的直接紧急收桨方式不仅对变桨电机的冲击很大，极其容易引起风力发电机组的安全事故，而且影响变桨电机的使用寿命。如何设计一种在克服上述缺陷的控制系统及其方法是摆在我们面前必须要解决的技术问题，本发明通过提出一种阶段式的变桨距控制系统的收桨控制策略，可有效地解决上述问题。

发明内容

 本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种在主电源与风力发电机组脱离状况下，可进行阶段式快速收桨的控制方法。

为实现上述目的，本发明提出一种风力发电机组直流变桨距控制系统的收桨控制方法，其包括：

步骤1：变桨距控制系统检测是否有收桨命令，如无，正常运行，如有，变桨距控制系统启动收桨程序进行收桨，并执行步骤2；

步骤2：侦测叶片是否在顺桨位置并反馈给变桨距控制系统，如不在，继续检测变桨距控制系统的主电源是否掉电并执行步骤3，

如在，执行步骤7；

步骤3：如掉电，启动后备电源，变桨距控制电路（CR1）激活伺服驱动器（P1）、回路（PF），切断回路（DF），同时伺服驱动器（P1）根据实时负载和设定收桨速度进行阶段式收桨，即先以设定收桨转速（V1）收桨到小于或等于桨角（W1）的位置，再切换到设定收桨转速（V2），收桨到安全桨角（W2），同时在变桨距控制电路（CR1）的控制下，监测设定收桨转速（V1）和设定收桨转速（V2）的总收桨时间是否超过设定收桨时间（S1）并执行步骤4，

如未掉电，变桨距控制电路（CR1）激活伺服驱动器（P1）、回路（PF），切断回路（DF），同时伺服驱动器（P1）根据实时负载和设定收桨速度进行阶段式收桨，即先以设定收桨转速（V1）收桨到小于或等于桨角（W1）的位置，再切换到设定收桨转速（V2），收桨到安全桨角（W2），同时在变桨距控制电路（CR1）的控制下，监测设定收桨转速（V1）和设定收桨转速（V2）的总收桨时间是否超过设定收桨时间（S1）并执行步骤4；

步骤4：监测伺服驱动器是否正常，如正常，执行步骤5，如不正常，执行步骤6；

步骤5：在设定收桨时间（S1）内，即时侦测并反馈叶片的桨角信号，检测叶片是否达到安全桨角（W2），如到达安全桨角（W2），变桨距控制电路（CR1）切断伺服驱动器（P1）使能，叶片回到安全桨角，风力发电机组处于安全状态，执行步骤7；

如未达到安全桨角（W2），执行步骤6；

步骤6：变桨距控制电路（CR1）切断伺服驱动器使能和回路（PF），同时激活回路(DF)直接驱动变桨电机（M）继续进行收桨，直至将叶片至少收到安全桨角（W2），变桨电机（M）断电，叶片回到安全桨角，风力发电机组处于安全状态；

步骤7：停止收桨动作，完成收桨。

综上所述，本发明一种风力发电机组直流变桨距控制系统的收桨控制方法，可结合桨距控制系统进行阶段式的收桨控制，该收桨控制方法可使能量储蓄模组（C）所储电能按控制需要输出，从而可更大效率地、更加合理地使用能量储蓄模组（C）所储电能，在电能一定的情况下，获得更大的收桨角度，增加风力发电机组的安全性；避免了直接收桨时的大电流对变桨电机（M）的冲击损伤，有效地保护了变桨电机（M）和延长了变桨电机（M）的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种风力发电机组直流变桨距控制系统第一较佳实施例的电气结构示意图。

图2为本发明第一较佳实施例启动阶段式收桨控制时的电气结构示意图。