[发明专利]一种多风机风力发电机组的发电控制系统

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别是涉及一种多风机风力发电机组的发电控制系统。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。近年来随着风力发电行业的不断发展，风力发电机组逐渐向着大型化趋势发展，高度从之前的几十米达到现今近百米，但其遭受雷击的概率越来越高，在多雷地区尤为严重。当风机遭受雷击时，如果没有安全完善的防雷系统，将对整机及其零部件造成不可逆的电气及机械损害，缩短机组使用寿命，大幅度增加运行成本。风力发电所需要的装置称为风力发电机组，风力发电机组一般包括塔筒、风轮和风力发电机三部分。由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组时复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术时机组安全高效运行的关键。

随着我国经济建设的快速发展，电能对经济建设和人们生活的影响越来越大，而风力发电作为多种发电方式中的一种也越来越受到人们的重视。现有技术中，为了防止重大事故的发生，同时出于安全控制的需要，大多数的风力发电机都安装有具有一定的状态监测和故障报警及响应功能的系统。比如：机舱振动检测系统、油温检测系统、发电机的电压、电流和功率检测系统等；在各种系统中，通过传感器检测振动信号、温度信号以及电压、电流和功率信号，并将信号传输至主控系统，主控系统根据预先设定值作出故障状态判断，然后控制风力发电机组停机或者紧急停机，以防止风力发电机组发生超速、过载以及共振等安全问题，难以对风力发电机进行全面的监测和保护，即对于风力发电机长期处于非最佳运行状态下所产生的故障，一般的控制系统无法监测，从而加速风力发电机组的损坏，缩短其使用寿命，因此，提供一种多风机风力发电机组的发电控制系统，解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多风机风力发电机组的发电控制系统，通过远程监控装置、故障检测装置、测速装置、功率测量控制装置、显示输出装置、制动刹车装置的设置，解决了现有的风力发电机组发生超速、过载以及共振的问题、控制系统无法监测的问题以及安全系统不完善的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种多风机风力发电机组的发电控制系统，包括风力发电装置、数据采集部分和主控制器；风力发电装置包括塔架、叶片、主传动装置、发电机、整流器和逆变器；发电机的机舱上设置有偏航控制装置和测风装置；发电机产生的电流通过整流、逆变方式与电网相连；数据采集部分包括测风装置、远程监控装置、故障检测装置、测速装置和功率测量控制装置；测风装置、远程监控装置、故障检测装置、测速装置、功率测量控制装置分别通过数据采集处理及信号转换传输模块与主控制器相联；主控制器通过信号分析处理及信号传输控制模块分别与偏航控制装置、制动刹车装置、安全保护单元相联；主控制器通过数据读取采集及信号转换传输模块与数据库相联；主控制器通过信号分析处理及显示输出模块与显示输出装置相联。

进一步地，塔架固定在地面上；塔架上设置有叶片；叶片与主传动装置相连；主传动装置通过机械转动方式与发电机相连。

进一步地，测风装置包括风向仪和风速传感器，测风装置采集风力发电装置所处的环境风向信息和风速信息；测速装置包括速度传感器，测速装置采集发电机的运转速度信息；故障检测装置包括振动传感器，故障检测装置采集风力发电装置的故障信息；功率测量控制装置包括功率传感器、功率控制器；功率传感器采集发电机的功率信息；主控制器接收测风装置传输的风向信息和风速信息；主控制器接收测速装置传输的发电机的运转速度信息；主控制器接收故障检测装置传输的风力发电装置的故障信息；主控制器接收功率传感器传输的发电机的功率信息；主控制器驱动联接偏航控制装置；主控制器驱动功率控制器调节发电机的功率；主控制器驱动联接制动刹车装置。

进一步地，远程监控装置包括设置在风力发电机组处的摄像头；远程监控装置采集风力发电机组处的视频信息，主控制器接收远程监控装置传输的视频信息。

进一步地，安全保护单元包括过流保护模块、过功率保护模块、无功补偿模块和欠流保护模块。

进一步地，显示输出装置包括显示屏和控制按钮；显示屏显示风力发电装置的工作状态、风向信息、风速信息、发电机的运转速度信息、发电机的功率信息。

进一步地，数据库包括数据存储单元和数据分析单元；数据存储单元存储有风力发电装置的不同生命周期的工作质量标准信息、历史风向偏差值信息和风力发电装置的型号信息及位置信息。

本发明具有以下有益效果：