[发明专利]风力发电机组的变桨控制方法及其控制系统

说明书

本公开提供了一种风力发电机组的变桨控制方法及其控制系统。所述变桨控制方法包括：由风力发电机组的主控控制器确定风力发电机组是否发生单轴通信故障，所述单轴通信故障为由于主控控制器与风力发电机组的一个变桨控制器之间的导电滑环故障而导致的主控控制器与所述一个变桨控制器之间的通信故障；在确定风力发电机组发生单轴通信故障后，由主控控制器和发生单轴通信故障的变桨控制器分别记录发生单轴通信故障之前的速度命令，并且风力发电机组的主控系统和与所述变桨控制器相应的变桨系统进入冗余运行模式；在冗余运行模式下，由主控系统保持风力发电机组的外部安全链闭合，并且由所述变桨系统基于所述速度命令执行收桨操作。

技术领域

本公开涉及风力发电技术领域，更具体地，本公开涉及一种风力发电机组的变桨控制方法及其控制系统。

背景技术

风力发电机组是将风能转换成电能的设备，风能通过叶轮带动动轴和发电机转换成电能。

导电滑环是利用导电环的滑动接触、静电耦合或电磁耦合，在固定座架转动部件与滚动或滑动部件之间传递电信号和电能传递的精密输电装置。其广泛应用于要求提供无限制、连续或断续的360度旋转、提供多通路的旋转动力、数据和讯号的所有机电系统。导电滑环大大简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成扭伤。导电滑环组件是由滑环体、电刷组件、固定支架、同芯球轴承等几大重要部件构成。导电滑环在结构设计上要保证接触可靠，保证所有的线路连续接通。

在风力发电机组中，由于变桨系统安装在轮毂内随叶轮一起转动，而机舱是固定的，所以导电滑环是风力发电机中不可缺少的部件之一。但是，由于导电滑环传输几十种不同的电信号，例如，高频的交流电、高电压的交流电、大电流的交流电、弱小的直流小信号，并且导电滑环环间距离很近，所以各种信号在传输过程中互相产生干扰，从而严重地影响了信息传输。

图1示出了风力发电机组的主控系统与变桨系统之间的控制逻辑。参照图1，主控系统(未示出)将发电机实际转速值与预设的转速设定值进行比较，利用PID控制器104进行PID运算，并通过导电滑环106将需求的速度命令发送给变桨系统的变桨控制器101；变桨控制器101根据接收到的速度命令将需求的变桨速度以及使能信号发送给变桨驱动器102，变桨驱动器102接收到使能信号和变桨速度后，控制变桨电机103刹车松闸并驱动变桨电机103运行，实现叶片调桨功能。旋转编码器105将根据绝对值信号所测的角度反馈给变桨控制器101，将根据增量信号所测的速度反馈给变桨驱动器102。此外，变桨控制器101通过滑环106将从旋转编码器105接收的角度反馈给GH控制器104。当速度命令为0时，变桨驱动器102控制变桨电机刹车抱闸。

然而，从图1中可看出，变桨控制器101若要控制变桨驱动器102运行并使变桨驱动器102驱动变桨电机103运转，需要同时发送速度命令和使能信号，一旦变桨控制器101与主控控制器之间的导电滑环106通信中断后，速度命令和使能信号这两个信号都会变为0或没有输出值，此时变桨驱动器102由于接收不到运行命令，就无法再进行正常的调桨控制。

目前风力发电机组对于导电滑环干扰导致的通信故障，只能通过采取停机操作保证风力发电机组的安全性，即主控系统在检测到导电滑环通信发生错误后，会立即执行收桨停机，以保证风力发电机组的安全，但是这可能导致风力发电机组不必要的停机，影响风力发电机组的发电量。

发明内容

本公开的示例性实施例提供了一种风力发电机组的控制方法及其控制系统，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。