[发明专利]一种液压型风力发电机组低电压穿越控制系统及方法

权利要求书

1.一种液压型风力发电机组低电压穿越控制系统，其特征在于：它包括风速传感器(1)、风轮(2)、第一转速转矩传感器(3)、定量泵(4)、高压管路(5)、第一单向阀(6)、第二单向阀(7)、溢流阀(8)、补油泵(9)、补油油箱(10)、安全阀(11)、流量传感器(12)、转速控制器(13)、变量马达(14)、功率控制器(15)、第二转速转矩传感器(16)、泵-马达(17)、储能油箱(18)、蓄能器(19)、第三转速转矩传感器(20)、发电机(21)、多功能仪表(22)、电网(23)和低压管路(24)；

其中：风轮(2)直接与定量泵(4)同轴连接，并在连接轴上布置第一转速转矩传感器(3)，风轮附近安装风速传感器(1)；定量泵(4)进油口从低压管路(24)吸油，压油口通过高压管路(5)输出高压油，并在高压管路(5)布置流量传感器(12)；安全阀(11)跨接在高压管路(5)和低压管路(24)之间；变量马达(14)吸油口与高压管路(4)相连，其排油口与低压管路(24)相连，变量马达(14)与泵-马达(17)同轴相连，变量马达(14)与泵-马达(17)连接轴上安装第二转速转矩传感器(16)；泵-马达(17)同轴驱动发电机(21)发电，输入电能到电网(23)，泵-马达(17)与发电机(21)连接轴上安装第三转速转矩传感器(20)，并在发电机(21)与电网(23)之间安装多功能仪表(22)；补油泵(9)吸油口与补油油箱(10)相连，其压油口分别连接第一单向阀(6)和第二单向阀(7)的一端，第一单向阀(6)的另一端连接到高压管路(5)，第二单向阀(7)的另一端连接到低压管路(24)；溢流阀(8)跨接在补油泵压油口与补油油箱(10)之间；功率控制器(15)输入端分别连接第一转速转矩传感器(3)、第三转速转矩传感器(20)、多功能仪表(22)和风速传感器(1)，其输出端连接泵-马达(17)；转速控制器(13)输入端分别连接流量传感器(12)、第二转速转矩传感器(16)和多功能仪表(22)，其输出端连接变量马达(14)。

2.根据权利要求1所述一种液压型风力发电机组低电压穿越控制系统的控制方法，其特征在于该方法包括以下内容：

当电网电压跌落时，首先通过转速控制器(13)控制变量马达(14)摆角：转速控制器(13)通过第二转速转矩传感器(16)采集泵-马达(17)的转速，流量传感器(12)采集高压管路(5)的流量，以及多功能仪表(14)采集电网频率和电压，然后转速控制器(13)输出控制信号，实现对变量马达(14)摆角控制，增大变量马达(14)的排量，使液压系统的高压压力迅速降低，从而增大定量泵(4)的转速，以此将剩余能量转化为风轮(2)的动能；

当风轮(2)存储能量达到设定值时，功率控制器(15)控制泵-马达(17)处于泵工况：首先，功率控制器(15)通过风速传感器(1)采集风速，第一转速转矩传感器(3)采集风轮转速，通过第三转速转矩传感器(20)采集发电机(21)转速，以及多功能仪表(22)采集发电机(21)输出功率和电网电压；然后，功率传感器(15)输出控制信号，控制泵-马达(17)的摆角，使泵-马达(17)处于泵工况，将低电压穿越过程中系统剩余能量以液压能的形式通过蓄能器(19)存储起来；

当故障切除后，功率控制器(15)控制泵-马达(17)于马达工况：首先，功率控制器(15)通过风速传感器(1)采集风速，第一转速转矩传感器(3)采集风轮转速，通过第三转速转矩传感器(20)采集发电机(21)转速，以及多功能仪表(22)采集发电机(21)输出功率和电网电压；然后，功率传感器(15)输出控制信号，控制泵-马达(17)的摆角，使泵-马达(17)处于马达工况，将蓄能器(19)中存储的液压能释放出来，使发电机有功功率以至少10％额定功率/秒的功率变化率注入电网，支撑电网恢复至故障前的状态。