[发明专利]一种风电变桨控制系统与风电变桨系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电变桨控制系统与风电变桨系统。

背景技术

近几年，在世界范围内尤其是在中国，风电机组的装机容量持续快速提升，随之而来，风电行业竞争日趋加剧，风力发电机组单位千瓦的成本也持续走低。因此，在不影响系统功能及可靠性的前提下降低成本，成为风电企业所共同追求的一个目标。变桨系统作为风电机组的核心部件之一，如何简化其结构、降低其成本、提高其可靠性和可维护性，也成为一个十分有意义的课题。

目前的变桨系统，一般包括一个中控柜、三个轴控柜和三个后备电源柜。中控柜为控制柜，内有变桨控制PLC；轴控柜又称为驱动柜，内部装设有驱动器及外围器件；后备电源柜内有超级电容或蓄电池，在突然失电时保证变桨系统能够使用后备电源。中控柜分别与三个轴控柜相连，在风机运行中实时控制桨叶的转动。这种采用变桨控制PLC作为控制核心的变桨系统，还需要通过CAN通讯接口以及I/O模块端口来实时监控变桨系统的运行状态，一方面，其成本较高，另一方面，也增加了系统的故障点；同时，中控柜的存在，也减少了操作空间，给风机的运行维护带来诸多不便。

随着变频技术的发展，驱动器的功能越来越强大。驱动器除了具有丰富的数字输入输出端口、模拟输入输出端口之外，也具有以太网、CANopen、TTL、解码器等接口。

申请号为2012102415255的中国专利公开了一种风电变桨控制系统，该专利中主要采用了三个轴控柜、三个对应的后备电源柜，将常规的中控柜取消，而将变桨控制PLC装设于三个轴控柜中的一个，通过这种方式减少了系统内的连线，精简系统的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电变桨控制系统与风电变桨系统，用以解决现有的七柜式变桨控制系统成本高、体积大的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种风电变桨控制系统，包括三个变桨驱动柜、三个变桨驱动柜相对应的三个备用电源柜，每一个所述的变桨驱动柜内安装对应桨叶的变桨驱动器，变桨驱动器通过通信线、信号线、电源线连接用于将所述通信线、信号线、电源线转接到风电机组主控系统的滑环。

该风电变桨控制系统中，所述通信线、信号线、电源线上装设有防雷模块，防雷模块设置于过压保护柜。

该风电变桨控制系统中，所述的过压保护柜设置于轮毂法兰内部端面上的，所述轮毂法兰为齿轮箱与轮毂之间的轮毂法兰。

该风电变桨控制系统中，所述备用电源柜装设有超级电容与充放电电阻；所述超级电容供电连接对应变桨驱动柜的变桨驱动器与变桨电机。

该风电变桨控制系统中，所述超级电容向所述变桨驱动器与所述变桨电机供电的线路上装设有一个防反二极管。

一种风电变桨系统，包括三个变桨电机，还包括三个变桨驱动柜、三个变桨驱动柜相对应的三个备用电源柜，每一个所述的变桨驱动柜内安装对应桨叶的变桨驱动器，变桨驱动器通过通信线、信号线、电源线连接用于将所述通信线、信号线、电源线转接到风电机组主控系统的滑环，所述变桨驱动器驱动连接各自对应的所述变桨电机。

该风电变桨系统中，所述通信线、信号线、电源线上装设有防雷模块，防雷模块设置于过压保护柜。

该风电变桨系统中，所述的过压保护柜设置于轮毂法兰内部端面上的，所述轮毂法兰为齿轮箱与轮毂之间的轮毂法兰。

该风电变桨系统中，所述备用电源柜装设有超级电容与充放电电阻；所述超级电容供电连接对应变桨驱动柜的变桨驱动器与变桨电机。

该风电变桨系统中，所述超级电容向所述变桨驱动器与所述变桨电机供电的线路上装设有一个防反二极管。

本发明的有益效果是：现在常用的七柜式变桨系统，采用变桨控制PLC作为核心控制部件装设于风轮轮毂内部，使得原本空间不足的轮毂内部空间更加紧凑，这就导致后期的维护和检修都很困难，投入成本也相应较大，本发明采用风电主控系统代替传统的变桨控制PLC，令变桨系统中变桨驱动器成为结构上的主要部件，省去了原来的变桨控制PLC，大幅降低了成本；本发明的变桨系统仅作为执行机构响应来自风电机组主控侧的控制命令，简化了变桨系统的工作任务，节省了中控柜占据的空间，降低了变桨系统的成本，提高厂家的竞争力。

进一步的，在主控系统与变桨驱动柜的连接线路上装设防雷模块，提高系统安全运行的能力。

附图说明

图1是七柜式变桨系统的柜体连接框图；

图2是七柜式变桨系统具体结构示意图；

图3是过压保护柜进出线示意图。

具体实施方式