[发明专利]一种具有自发电功能的风电变桨控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及风力发电领域，公开了一种具有自发电功能的风电变桨控制系统，包括设置在轮毂内的变桨控制系统和设置在机舱内的滑环，所述滑环与机舱电源电连接，还包括M台发电机和控制装置，所述控制装置用于检测所述发电机的电输出以控制所述发电机的电输出能够满足变桨控制系统的用电需求、选择所述发电机的电输出或滑环的电输出作为变桨控制系统的供电电源、将超出变桨控制系统的用电需求的所述发电机的输出的电量回馈给机舱，本发明还公开了一种具有自发电功能的风电变桨控制系统的控制方法。有益效果为：变桨控制系统可在绝大部分的运行时间内实现自我供电，有效降低了风电机组的自耗电；可大幅降低滑环的电流负荷，提高滑环的使用寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种具有自发电功能的风电变桨控制系统及其控制方法。

背景技术

伴随着全球煤矿、石油等有限资源的不断减少，火力发电受到各国的抵制，而水力发电的局限日益变大，故风能、核能、太阳能、潮汐能等新能源将进一步加大应用。火力发电不仅是对地球资源的消耗，同时也会造成空气的污染以及全球气温的升高，而风力发电具有无污染、可再生的特点，受到了广泛的关注。风能作为一种发展迅猛的清洁能源，在我国具有广阔的发展前景。

近年来，随着风电产业的高速发展，风电技术也不断推陈出新，支撑风电机组单机功率不断加大，而与机组配套的设备容量也相应增大，在整体发电量增加的同时自耗电也增加了，降低了设备效率和绿色环保性能。如何提高设备效率，增加风电机组发电量，进而提高发电效益，技术创新是必由之路。

变桨控制系统是风电机组关重部件之一，其主要作用是调整桨叶角度，稳定发电机转速，在保证安全的条件下使风电机组获取稳定风能。由于风速的快速多变特性，要稳定风机转速，需要实时改变桨叶角度位置，而桨叶自身重量加上风力作用，巨大的载荷需要变桨控制系统具有足够的输出功率以控制叶片角度，需要耗费大量能量。另外，传统变桨控制系统用电完全是通过滑环输送的，长时间大电流通电将大幅缩短滑环的使用寿命，增加机组运行成本。因此，解决变桨控制系统用电问题显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种具有自发电功能的风电变桨控制系统及其控制方法，解决随着风电机组单机功率的不断增大，变桨控制系统耗能也将相应增大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种具有自发电功能的风电变桨控制系统，包括设置在轮毂内的变桨控制系统和设置在机舱内的滑环，所述滑环与机舱电源电连接，还包括M台发电机和控制装置，其中，M为不小于1的正整数，所述发电机的发电机轴通过连接装置与风机组主轴连接，所述风机组主轴上设置有转速传感器，所述控制装置的输入端分别与所述发电机的电输出端、滑环的电输出端以及所述转速传感器电连接，所述控制装置的输出端分别与所述发电机、变桨控制系统的电源输入端以及滑环的电输入端电连接，其中，所述控制装置用于检测所述发电机的电输出以控制所述发电机的电输出能够满足变桨控制系统的用电需求、选择所述发电机的电输出或滑环的电输出作为变桨控制系统的供电电源、将超出变桨控制系统的用电需求的所述发电机的输出的电量回馈给机舱。

作为优化，所述控制装置包括检测单元、逆变控制单元、励磁控制单元和切换控制单元；

所述检测单元的输入端与所述滑环的电输出端、发电机的电输出端以及转速传感器电连接；

所述检测单元的输出端与所述切换控制单元的控制端、励磁控制单元的输入端电连接；

所述励磁控制单元的输出端与所述发电机电连接；

所述切换控制单元的输入端分别与所述发电机的电输出端、滑环的电输出端电连接；

所述切换控制单元的输出端与所述变桨控制系统的电源输入端电连接；