[发明专利]风力发电设备及其叶片自变桨控制方法、系统和装置

说明书

本发明公开了一种风力发电设备、叶片自变桨控制方法、叶片自变桨控制系统和叶片自变桨控制装置，叶片自变桨控制方法包括：获取风机的叶片在风力作用下转动时的角度变化信息；根据所述角度变化信息控制所述风机上的变桨抱闸开闭，以使所述叶片转至预设安全位置。上述叶片自变桨控制方法通过叶片在纯风力作用下转动以降低风轮转速，并根据叶片角度变化趋势的信息，控制风机上的变桨抱闸的投入/退出，从而可以有效地实现在叶片无法回桨时，通过风力对叶片回桨操作进行控制，可以有效地解决现有技术中存在的在叶片无法进行正常的回桨时，可能使风力发电机的转速无法下降，以致引发风力发电机超速甚至发生飞车的问题。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电设备、叶片自变桨控制方法、叶片自变桨控制系统和叶片自变桨控制装置。

背景技术

现有技术中，解决大型风电机组超速飞车的方式主要包括两种：一、“安全链”方式：“安全链”是保护风电机组最重要的安全系统，是独立于机组控制系统的最后一级保护，其采用反逻辑设计，将所有导致机组事故的故障点串联起来，形成回路，一旦某一点动作，将触发紧急停机，保证机组安全；“安全链”中设有发电机超速、齿轮箱超速、风轮超速等超速节点，这些节点能够保证风电机组不发生飞车事故，当其中一个超速信号触发时，风电机组的偏航、变频、主控等系统会处于闭锁状态，后备电源强制变桨，以使叶片回到安全位置，并当转速下降至安全转速范围内时，液压制动系统投入，风机紧急停机。然而，当控制系统失效、“安全链”拒动，或，叶片卡死、后备电源失效时，则无法回桨，以致造成飞车。二、“偏航侧对风”方式：当“安全链”处于闭合状态，风机的液压、偏航系统功能未被闭锁，可在控制程序中设置自动±90°对风，及侧对风，当“安全链”处于断开状态，风机的液压、偏航系统功能被闭锁，通过设计单独控制液压、偏航系统的回路，在异常情况下可以自动手动偏航，实现自动/手动±90°对风，降低风轮转速，使机组安全停机。然而，“偏航侧对风”是在“安全链”方式失效下，采取解决飞车的应对措施，需给偏航控制相关回路提供第二套控制系统或设计第二套控制回路来实现，且由于在风电机组处于超速的极端状态下，叶轮吸收来自风向巨大的风能，固定机舱的液压卡钳与制动盘在风向的正上或正下方向上产生很大的力矩，因此，偏航存在偏航电机过载无法动作的可能。

因此，如何避免由于风力发电机的叶片无法进行正常回桨操作而导致发生飞车危险，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电设备、叶片自变桨控制方法、叶片自变桨控制系统和叶片自变桨控制装置，能够使叶片在风力作用下转动，以降低风轮转速，同时通过间歇性的制动，实现机组安全停机。

为实现上述目的，本发明提供一种叶片自变桨控制方法，包括：

获取风机的叶片在风力作用下转动时的角度变化信息；

根据所述角度变化信息控制所述风机上的变桨抱闸开闭，以使所述叶片转至预设安全位置。

可选地，所述获取风机的叶片在风力作用下转动时的角度变化信息的步骤，包括：

获取所述叶片在风力作用下转动时的桨距角参数组；

根据所述桨距角参数组确定所述叶片角度变化的单调性。

可选地，所述根据所述角度变化信息控制所述风机上的变桨抱闸开闭，以使所述叶片转至预设安全位置的步骤，包括：

若所述叶片的角度变化为非单调变化，则控制所述变桨抱闸闭合，并在预设时间后控制所述变桨抱闸打开，以供所述叶片在风力作用下转至所述预设安全位置。

可选地，所述获取风机的叶片在风力作用下转动时的角度变化信息的步骤之前，包括：

在检测到所述风机的风轮超速且所述叶片未执行紧急回桨动作时，控制所述风机上的变桨电机关闭及所述变桨抱闸打开，以供所述叶片在风力作用下转动。