[发明专利]带自动偏离风向保护的偏航系统及偏航方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种带自动偏离风向保护的偏航系统及偏航方法。

背景技术

为了应对全球性的能源危机和温室效应，加强了对可再生能源的开发并提供了大量的优惠政策，风电进入了快速发展时期，风电的装机规模大幅增长，同时也暴露相应的问题；比如，风力发电机组控制器控制失灵或由于故障超时无法及时收桨，导致风力发电机组倒落。现有偏航系统由风力发电机组主控制器、偏航执行机构、偏航制动机构， 限位开关、解缆开关、风速风向仪等；风力发电机组主控制器通过采集风速风向信号、解缆和限位开关等信号进行判断，能够进行自动偏航对风和解缆和手动偏航的功能，但如果出现风力发电机组主控制器死机或控制失灵的情况或者出现桨叶故障无法收回的极端情况，风力发电机组由于正对风向，会导致风力发电机组的转速不断增加，超出风力发电机组的承受力使风力发电机组倒落。

发明内容

针对上述存在的技术问题，为了减少偏航噪声污染和风力发电机组倒落事故的发生，本发明提供一种带自动偏离风向保护的偏航系统及偏航方法，其增加偏航冗余控制器和信号采集传输装置，具备极端情况下自动偏离风向的保护功能，降低风力发电机组的运行转速，保证风力发电机组的安全。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种带自动偏离风向保护的偏航系统，包括风力发电机组主控制器、限位开关、扭缆开关、风速风向仪、偏航执行器及偏航制动器，还包括偏航冗余控制器和信号采集传输装置；所述信号采集传输装置输入端分别连接偏航系统的限位开关、扭缆开关及风速风向仪，信号采集传输装置将采集的风速风向信号、限位信号、解缆信号进行处理，输出端与偏航冗余控制器实时通信；偏航冗余控制器与主控制器进行实时通信，主控制器和偏航冗余控制器均分别连接偏航执行器和偏航制动器，并且在控制偏航动作方面是互锁关系。 

所述通信信息包括风力发电机组运行状态、主控制器运行状态、桨叶角度和发电机转速，其通信协议包括CAN协议、CANOpen协议、Modbus TCP/IP协议、Profibus协议、RS232协议或RS485协议。

本发明偏航系统的偏航方法，包括如下步骤：

（1）程序开始，

（2）风力发电机组正常运行，显示运行状态参数；

（3）判断主控制器是否工作正常？如果正常工作，则再判断风力发电机组是否有故障？如果风力发电机组无故障，则主控制器正常控制偏航执行器和制动器；如有故障，则再判断桨叶是否正常收回？如正常收回，则主控制器正常控制偏航执行器和制动器，同时跳转到步骤（2），继续进行判断；

如果主控制器工作不正常或失灵，或者风力发电机组有故障的情况下桨叶不能正常收回，则偏航冗余控制器控制偏航执行器和偏航制动器，偏航偏离风向90度进行安全保护，如果维护人员消除故障后，偏航冗余控制器检查风力发电机组运行正常， 则归还风力发电机组主控制器控制权限。

本发明的有益效果为：

本发明在原有的偏航系统中加入偏航冗余控制器和信号采集传输装置，能够在极端情况下，实现自动偏航不对风的保护功能，实现对风力发电机组的保护。减少了偏航噪声污染和风力发电机组倒落事故的发生，延长了这个风力发电机组的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明控制流程图。

具体实施方式

下面通过实施例和附图对本发明作进一步详述。

实施例：如图1所示，本发明是在原有的偏航系统中加入1组偏航冗余控制器 和1 组信号采集传输装置；所述信号采集传输装置输入端分别连接偏航系统的限位开关、扭缆开关及风速风向仪，信号采集传输装置将采集的风速风向信号、限位信号、解缆信号进行处理，输出端与偏航冗余控制器实时通信；偏航冗余控制器与主控制器进行实时通信，通信信息包括风力发电机组运行状态、主控制器运行状态、桨叶角度和发电机转速等，使用的通信协议包括CAN协议、CANOpen协议、Modbus TCP/IP协议、Profibus协议、RS232协议、RS485协议等，