[发明专利]风机变桨系统冗余安全收桨的控制系统和方法在审

专利信息
申请号: 202010637300.6 申请日: 2020-07-03
公开(公告)号: CN111852765A 公开(公告)日: 2020-10-30
发明(设计)人: 肖庆恩;杨海;陆卫丽;李奇 申请(专利权)人: 苏州格远电气有限公司
主分类号: F03D7/02 分类号: F03D7/02;F03D7/04;F03D17/00;F03D80/00
代理公司: 南京艾普利德知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32297 代理人: 陆明耀
地址: 215129 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 风机 系统 冗余 安全 控制系统 方法
【说明书】:

发明提供一种风机变桨系统冗余安全收桨的控制系统及方法,所述控制系统包括相连的检测单元、控制单元以及冗余电路,其中所述检测单元用于对风机轮毂速度进行检测并将信号传送给控制单元,所述控制单元根据所述风机轮毂速度信号判断风机轮毂是否超速,当风机轮毂超速则控制冗余电路闭合,所述冗余电路进而触发变桨系统的后备电源收桨回路工作,其中所述冗余电路为常开。本发明风机变桨系统冗余安全收桨的控制系统和方法,是风机发生严重故障时启动紧急收桨回路的冗余控制措施,为紧急状态下的风机提供安全保护。

技术领域

本发明涉及风电技术领域,尤其涉及风机变桨系统冗余安全收桨的控制系统和方法。

背景技术

我国风电事业蓬勃发展,装机量稳步上升,为我国绿色能源的有效利用、碧水蓝天及可持续发展的实现都做出了重要贡献。风机运行的安全性和稳定性一直是备受人们关注和研究的重点,而变桨系统作为风机的最终执行器件控制系统,其运行的稳定性、紧急情况下的有效处理动作之于风机安全有着至关重要的影响。

早期建设的风机其变桨控制系统主要为直流变桨系统,其安全收桨逻辑完全由主控实施控制:一般故障由主控控制收桨;严重故障由主控断开安全链信号接通紧急收桨电气回路,实施后备电源直接驱动变桨电机将桨叶收至安全角度,即早期风机对于严重故障的紧急处理很大程度上依赖后备电源收桨回路的可靠性。但实践表明,上述设计存在重大安全隐患,由于对风机的运维不及时或维护方式不当,后备电源收桨回路极有可能不能可靠触发,桨叶无法收至安全位置,导致风机飞车酿成事故;此外,电机由后备电源直接驱动时的运行速度不可控,对风机塔筒造成的冲击较大。

发明内容

鉴于目前现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种安全、可靠的风机变桨系统冗余安全收桨的控制系统和方法。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

一种风机变桨系统冗余安全收桨的控制系统,所述控制系统包括相连的检测单元、控制单元以及冗余电路,其中所述检测单元用于对风机轮毂速度进行检测并将信号传送给控制单元,所述控制单元根据所述风机轮毂速度信号判断风机轮毂是否超速,当风机轮毂超速则控制冗余电路闭合,所述冗余电路进而触发变桨系统的后备电源收桨回路工作,其中所述冗余电路为常开。

进一步,所述检测单元包括金属挡块和测速模块,所述金属挡块安装在风机机舱一侧,所述测速模块固定于轮毂上,随轮毂转动,通过检测其自身发射的红外线被金属挡块遮挡的情况实现对轮毂速度的检测,并通过硬件信号接点将信号传送给控制单元。

进一步,所述冗余电路包括控制继电器,所述冗余电路闭合为所述控制继电器的辅助触点闭合,所述控制继电器的辅助触点为常开。

进一步,所述后备电源收桨回路包括第一辅助电路和第二辅助电路,所述冗余电路闭合,通过所述第一辅助电路和第二辅助电路触发所述后备电源收桨回路工作。

进一步,所述后备电源收桨回路还与主控控制回路相连,当风机轮毂没有超速,所述冗余电路保持常开,所述后备电源收桨回路由所述主控控制回路控制运行。

进一步,所述控制单元以及冗余电路均设置于变桨系统内部,所述检测单元、控制单元以及冗余电路之间的连接不经过风机机舱和轮毂之间的滑环通道。

一种风机变桨系统冗余安全收桨的控制方法,运用前面所述的控制系统,所述控制方法包括:

检测单元用于对风机轮毂速度进行检测并将信号传送给控制单元,控制单元根据所述风机轮毂速度信号判断风机轮毂是否超速,当风机轮毂超速则控制冗余电路闭合,所述冗余电路进而触发变桨系统的后备电源收桨回路工作,其中所述冗余电路为常开。

进一步,所述检测单元包括金属挡块和测速模块,所述金属挡块安装在风机机舱一侧,所述测速模块固定于轮毂上,随轮毂转动,通过检测其自身发射的红外线被金属挡块遮挡的情况实现对轮毂速度的检测,并通过硬件信号接点将信号传送给控制单元。

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