[实用新型]一种保证风电机组安全的控制系统

说明书

本实用新型公开了一种保证风电机组安全的控制系统，包括风轮机、主控制器、变桨距系统、风轮转速监测器、偏航系统、刹车继电器、机械刹车机构；所述风轮转速监测器用于监测风轮机的转速，风轮转速监测器设置在风轮机的转轴上，风轮转速监测器预设安全转速值；所述风轮转速监测器与主控制器、偏航系统之间分别用信号电缆连接；所述偏航系统用于进行90度侧风偏航以及正常运行对风；本实用新型可以在风电机组发生故障并且三个叶片顺桨全部故障的这种极端情况下，防止风力发电机组风轮发生飞车，极大保护风电机组各个设备，增加风电机组的安全性，同时避免了因飞车导致发电机组倒塌带来的损失。

技术领域

本实用新型涉及一种保证风电机组安全的控制系统，属于风力发电机设备技术领域。

背景技术

目前的大功率风力发电机组在运行过程中，都是运行在无人值守状态下，风力发电机组本地控制系统对各种运行工况自动控制，根据风速大小自动调整发电功率、风轮转速，自动对风，自动控制并网、脱网等，并且可以远程监控风力发电机组，远程监控采集风力发电机组的各种数据、人工操作风力发电机组。

风力发电机组具有完善的保护功能，如有故障自动报警停机，通常风力发电机组的保护功能有超速、发电机过载和故障、过振动、电网或负载丢失、脱网时停机失败、变桨故障等。保护环节为多级安全链互锁，在控制过程中具有“逻辑与”的功能，而在达到控制目标方面可实现“逻辑或”的结果。保护环节以失效保护为原则进行设计，即当控制失败，风电机组内部或外部故障引起机组不能正常运行时，系统安全保护系统动作。

现在的大功率风力发电机组的变桨一般采用三个叶片分别独立变桨，风力发电机组出现故障后，三个叶片自动顺桨到停机状态。当一个或者两个叶片的变桨出现故障时，不能有效返回停机位置，有一个叶片的变桨能够返回到停机位置，风力发电机组即可安全停机。

但是有一个概率极低的故障状态，即风力发电机组出现故障，三个叶片全部出现故障，都不能返回停机位置，这时风力发电机组的负载甩掉，叶片又在运行位置，风轮会越转越快，形成飞车，当转速超过一定数值后，振动加强，超越了叶片的强度、各个部件的强度，叶片、各个部件的连接出现断裂，如果其中一个叶片断裂，叶片旋转振动会更加强烈，最后导致风力发电机组倒塌，产生巨大损失。这种情况下，国内发生了多起风力发电机组倒塌的恶性事件。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种保证风电机组安全的控制系统，可以在风电机组发生故障并且三个叶片顺桨全部故障的这种极端情况下，防止风力发电机组风轮发生飞车，极大保护风电机组各个设备，增加风电机组的安全性，同时避免了因飞车导致发电机组倒塌带来的损失；

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种保证风电机组安全的控制系统，包括风轮机、主控制器、变桨距系统、风轮转速监测器、偏航系统、刹车继电器、机械刹车机构；

所述风轮转速监测器用于监测风轮机的转速，风轮转速监测器设置在风轮机的转轴上，风轮转速监测器预设安全转速值；所述风轮机转速低于风轮转速监测器预设安全转速值，风轮机不会发生飞车现象；所述风轮机转速高于风轮转速监测器预设安全转速值，风轮机存在发生飞车的危险；所述风轮转速监测器与主控制器、偏航系统之间分别用信号电缆连接；所述偏航系统用于进行90度侧风偏航以及正常运行对风；

进一步的，所述偏航系统包括偏航控制器、偏航电机、偏航执行机构、偏航制动器、偏航计数器；所述偏航控制器与偏航电机和偏航计数器分别电连接；

进一步的，所述偏航电机设置在机舱内，偏航电机数量优选为2的倍数，所述偏航电机接收偏航控制器发出指令开启或者关闭；所述偏航电机开启时驱动偏航执行机构进行偏航动作；所述偏航执行机构上设置偏航制动器；所述偏航制动器用于停止偏航时机舱刹车；