[发明专利]安全停机方法、系统和风力发电机

说明书

本发明的实施例提供了一种安全停机方法、系统和风力发电机，涉及风力发电技术领域，本发明提供的安全停机方法，当检测到主控器与变流器通信断开，或主控器失效等异常工况导致通信断开时，通过变流器额外加载的方式，有效抑制叶轮转速上升，并将转速降至安全范围内，从而为机组安全停机提供保障。相较于现有技术，本发明设计变流器进入辅助停机模式后，充分考虑各种因素，使得变流器的加载电转矩可以始终大于风能作用在叶轮上的机械转矩，起到抑制转速上升，并将其降至安全范围内的效果，确保机组安全，避免出现因超速飞车所导致的叶片断裂、塔筒受损、甚至倒塔等一系列严重的事故。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种安全停机方法、系统和风力发电机。

背景技术

风力发电机组通常安装在风资源丰富的地方，但这些地方一般较为偏远，自然环境较为恶劣，工况较为复杂，尤其是山地风电场，高温湿热、低温冰冻、湍流度和风切变大等工况近乎常态，这对风力发电机组的安全、可靠运行提出了严苛的要求。而机组长期在此恶劣环境下运行则可能出现电子器件性能失效、传动部件卡涩、通信线路中断等各种异常工况，倘若机组设计的保护机制不够完善，就很可能造成机组飞车，出现叶片断裂、塔筒受损、甚至倒塔等一系列严重的事故。

目前，风力发电机组在运行过程中，若出现机组变桨系统失效，或主控与变流器通信断开的异常工况时，基本采用人为手动干预的方式，如开环收桨、手动偏航侧风等措施。然而，这种方式响应慢、效率低，往往会错过最佳的保护时机(根据以往的案例分析，事故通常在很短的时间内的发生)，且易出现叶轮转速不受控，收不动桨，超速工况下偏航空开跳闸等一系列不可预知的情况，无法确保机组安全，若再遇上主控器失效的情况，则只能是听“天”由命。

也有提出自动偏航侧风的方法，但在上述异常工况下机组的转速不受控、风速和风向也不受控，倘若贸然执行偏航动作，很可能会导致机组的振动加剧，扩大事故的危害程度，加速机组倒塔，结果将适得其反，且机组要完成侧风90度的偏航动作时间较长，在此过程中，若风速增加，转速上升太快，机组的转动惯量很大，此方法同样起不到安全停机的效果。

发明内容

为解决上述技术问题，使得风力发电机组在异常工况下也能安全停机，避免出现因机组飞车而导致的叶片断裂、塔筒受损、甚至倒塔等一系列严重的事故，本发明提供一种基于变流器加载的安全停机方法、系统和风力发电机。本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种安全停机方法，包括：

获取变流器与主控器之间的通信状态；

若变流器与主控器之间断开通信，则控制所述变流器进入辅助停机模式；

获取叶轮的转速V；

若所述叶轮的转速V大于或等于欠速门限转速Va，则控制所述变流器以预设制动转矩L作用在所述叶轮上，以降低所述叶轮的转速；

若所述叶轮的转速V小于所述欠速门限转速Va，则控制所述变流器进入就绪模式；

其中，所述预设制动转矩L大于风能作用在所述叶轮上的机械转矩J。

在可选的实施方式中，控制所述变流器以预设制动转矩L作用在所述叶轮上，以降低所述叶轮的转速的步骤，包括：

若所述叶轮的转速V大于或等于额定转速Vc，则控制所述变流器以第一预设制动转矩L1作用在所述叶轮上；

若所述叶轮的转速大于或等于所述欠速门限转速Va且小于额定转速Vc，则控制所述变流器以第二预设制动转矩L2作用在所述叶轮上；

其中，所述第一预设制动转矩L1大于或等于所述第二预设制动转矩L2，所述第二预设制动转矩L2大于所述机械转矩J。

在可选的实施方式中，控制所述变流器以第二预设制动转矩L2作用在所述叶轮上的步骤之前，包括：