[发明专利]一种永磁直驱风机主控系统机组自动启停的控制方法

说明书

本发明公开一种永磁直驱风机主控系统机组自动启停的控制方法，使用状态机切换方法实现风机的启停过程控制，将机组在启动运行并网过程中的状态分为初始化模式、待机模式、启动模式、预加速模式、加速模式、并网模式、停机模式、服务模式，在启动过程中机组每到达一个模式，在该模式下具备相应的控制目标，当电机转速、叶片桨距角及延时时间达到设定值后，机组进入下一个状态机模式。此种控制方法可实现机组在无人值守的情况下根据外界环境及机组自身状况实现风机自动启停，启停过程中主控系统与变流器、变桨系统协同控制，最终保障机组的安全稳定运行。

技术领域

本发明属于风电机的控制的技术领域，特别涉及一种永磁直驱式风电机组主控系统自动启停控制方法。

背景技术

风能是重要的清洁可再生能源，风力发电是开发利用风能的主要形式，当前风电机组向着大容量方向发展，永磁直驱式风机是兆瓦级风电机组的主要装机形式。风电机组需在无人值守的情况下长期运行，对控制系统的安全性与可靠性要求很高，设计出满足实际运行要求的永磁直驱式风机主控系统具有重要意义。

目前国内外对永磁直驱式风机主控系统的设计开发进行了相关研究，但还存在一些问题。机组启动过程中状态机与变流器、变桨系统间的协同控制方法不完善；对机组启动过程中不同升负荷阶段下的各状态机控制参数范围及状态机切换标准无明显划分界限；同时对电机接近开关转速等重要参数的滤波处理方法较为简易。

综上，在主控系统中针对机组自动启停的实现进行设计优化并制定机组启动并网过程中主控系统状态机与变流器和变桨系统协通控制策略，同时充分考虑现场设备信息确定机组停机逻辑并开展分级实现停机过程中变桨系统的控制方法研究具有很强的现实意义。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种永磁直驱风机主控系统机组自动启停的控制方法，其可实现机组在无人值守的情况下根据外界环境及机组自身状况实现自动启停，启停过程中主控系统与变流器、变桨系统协同控制，最终保障机组的安全稳定运行。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种永磁直驱风机主控系统机组自动启停的控制方法，使用状态机切换方法实现风机的启停过程控制，在启动过程中机组每到达一个模式，在该模式下具备相应的控制目标，当电机转速、叶片桨距角及延时时间达到设定值后，机组进入下一个状态机模式。

将机组在启动运行并网过程中的状态分为初始化模式、待机模式、启动模式、预加速模式、加速模式、并网模式、停机模式、服务模式，按照如下步骤对机组状态机模式进行切换操作：

步骤1，主控系统在初始化模式进行自检并初始化系统参数、全局变量，初始化通过后进入待机模式状态；

步骤2，在待机模式下当全局停机等级与全局偏航等级均小于设定值，且风机处于顺桨角最大状态，变流器自检完成；在塔基柜或显示器上按下启动按钮，或风机停机经过一段延时后自启动时间到，此时进入机组启动模式；在待机模式下，叶片的目标桨距角为θ_{b_max}；

步骤3，在启动模式下，叶片的目标桨距角为θ_{b_t2}，叶片目标开桨速率为w_{b_t2}，主控系统向变流器下发预充电指令，之后主控下发网侧启动指令，进行网侧调制，同时等待机侧调制；当电机转速达到n_{g_t2}，并经过延时T_delay2后，机组进入预加速模式；

步骤4，在预加速模式下，调整叶片的目标桨距角为θ_{b_t3}，叶片目标开桨速率为w_{b_t3}，当电机转速达到n_{g_t3}，并且机舱对风误差小于设定值后，并经过延时T_delay3，机组进入加速模式；