[发明专利]风力发电机自动偏航与变桨的控制方法、控制器及系统

权利要求书

1.一种风力发电机自动偏航与变桨的控制方法，其特征在于，包括：

预设使得偏航与变桨控制器工作的最小风速为启动风速，通过比较当前风速与启动风速来判断偏航与变桨控制器是否启动；

当偏航与变桨控制器启动后，实时检测当前风速是否小于预设最大风速，若是，则同时控制风力发电机的机头和叶片转动来追踪风向；否则，同时调整风力发电机的机头和叶片，使得叶片的迎风面与风向成90度夹角，使叶片停止转动；

若当前风速介于最小风速与最大风速之间，则处于追踪风向的过程中，此时实时获取发电机电压，若当前发电机电压高于预设电压阈值，则同时调整风力发电机的机头和叶片，使得叶片的迎风面与风向成一定夹角，减小叶片的有效受力面积，以稳定发电机电压；

当偏航与变桨控制器启动后，实时检测发电机电缆扭转的圈数，若当前发电机电缆扭转的圈数达到预设圈数，则优先自动解缆，使得电缆平顺；

当风向在预设稳定夹角范围内变动时，控制风力发电机的机头和叶片固定不动，进而使得叶片的迎风面与风向不变；

采用编码器作为机组方向定位检测，系统突然断电时，存储断电时风力发电机的朝向和线缆的缠绕圈数，当再次来电时，继续记录线缆的缠绕圈数，当发电机电缆扭转的圈数达到预设圈数时，风力发电机进入解缆状态，此时风向仪不起作用，当解缆到零圈后，风向仪回复工作，避免了电缆扭断事故的发生。

2.一种风力发电机自动偏航与变桨控制器，其特征在于，包括：

启动模块，其被配置为：预设使得偏航与变桨控制器工作的最小风速为启动风速，通过比较当前风速与启动风速来判断偏航与变桨控制器是否启动；

风向追踪模块，其被配置为：当偏航与变桨控制器启动后，且当前风速小于预设最大风速时，同时控制风力发电机的机头和叶片转动来追踪风向；

叶片转动停止模块，其被配置为：当偏航与变桨控制器启动后，且当前风速大于或等于预设最大风速时，同时调整风力发电机的机头和叶片，使得叶片的迎风面与风向成90度夹角，使叶片停止转动；

稳压模块，其被配置为：若当前风速介于最小风速与最大风速之间，则处于追踪风向的过程中，此时实时获取发电机电压，若当前发电机电压高于预设电压阈值，则同时调整风力发电机的机头和叶片，使得叶片的迎风面与风向成一定夹角，减小叶片的有效受力面积，以稳定发电机电压；

自动解缆模块，其被配置为：当偏航与变桨控制器启动后，实时检测发电机电缆扭转的圈数，若当前发电机电缆扭转的圈数达到预设圈数，则优先自动解缆，使得电缆平顺；采用编码器作为机组方向定位检测，系统突然断电时，存储断电时风力发电机的朝向和线缆的缠绕圈数，当再次来电时，继续记录线缆的缠绕圈数，当发电机电缆扭转的圈数达到预设圈数时，风力发电机进入解缆状态，此时风向仪不起作用，当解缆到零圈后，风向仪回复工作，避免了电缆扭断事故的发生；

所述风力发电机自动偏航与变桨控制器还包括：

稳定夹角模块，其被配置为：当风向在预设稳定夹角范围内变动时，控制风力发电机的机头和叶片固定不动，进而使得叶片的迎风面与风向不变。

3.如权利要求2所述的一种风力发电机自动偏航与变桨控制器，其特征在于，所述风力发电机自动偏航与变桨控制器还包括：

通讯模块，其被配置为：采用MODBUS通讯协议与外界设备通讯，实现数据远程传输。

4.一种风力发电机自动偏航与变桨控制系统，其特征在于，包括如权利要求2-3中任一项所述的风力发电机自动偏航与变桨控制器，其中，所述风力发电机自动偏航与变桨控制系统还包括主控制器，所述主控制器与风力发电机自动偏航与变桨控制器相连，所述风力发电机自动偏航与变桨控制器与编码器相连，所述编码器用于定位检测风力发电机的方向以及发电机电缆扭转的圈数。

5.如权利要求4所述的一种风力发电机自动偏航与变桨控制系统，其特征在于，所述风力发电机自动偏航与变桨控制系统还包括回转支承，所述回转支承用于支撑风力发电机以完成偏航动作。

6.如权利要求4所述的一种风力发电机自动偏航与变桨控制系统，其特征在于，所述主控制器通过无线通信模块和风力发电机自动偏航与变桨控制器相互通信。

7.如权利要求4所述的一种风力发电机自动偏航与变桨控制系统，其特征在于，所述主控制器通过有线电缆和风力发电机自动偏航与变桨控制器相互通信。