[发明专利]一种风电机组叶片收桨位置锁定控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种风电机组叶片收桨位置锁定控制方法及装置，其中方法包括如下步骤：在叶片收桨时，检测接近开关的电平信号；当接收到其上升沿电平信号时，控制叶片进行减速，并获取叶片的变桨电机转轴的第一转动圈数检测值；判断第一转动圈数检测值是否等于第二转动圈数检测值；如第一转动圈数检测值小于第二转动圈数检测值，则控制变桨电机按照现有状态继续运行；如第一转动圈数检测值等于第二转动圈数检测值，则控制叶片的变桨电机停止运转，以使叶片锁定于最佳停止角度位置。通过在叶片到达接近开关位置检测变桨电机转轴的转动圈数，来判断叶片是否已位于最佳停止角度位置，提高了叶片收桨位置的准确性，提升机组停机状态下安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及风力发电控制技术领域，特别涉及一种风电机组叶片收桨位置锁定控制方法及装置。

背景技术

大型水平轴风力发电机组一般配置有三只叶片(又称桨叶)，每只叶片都配备有独立的变桨系统(主要由变桨驱动器、变桨电机、传动系统、后备电源等几大部件组成)。变桨驱动器根据风机主控系统下发的控制指令(通过Canopen等通讯方式)来控制变桨电机朝着正向或反向转动，而变桨电机又进一步通过传动系统(减速器+变桨齿圈)来带动叶片朝着收桨(90°方向)或开桨(0°方向)方向转动。

在收桨完成之后，叶片的实际停止位置应当靠近但不能超出90°停机位置(如89.5°-89.9°范围内，在下文中将这段位置区域称为最佳停止位置)。如果收桨结束后叶片的最终停止位置远未达到最佳停止位置，则叶片此时仍可能承受一定大小的风载，使位于三只叶片中心位置的轮毂仍然承受着一定的旋转扭矩力，增大风机主轴刹车系统的工作负担；但如果叶片的最终停止位置超过90°停机位置，则又会使位于轮毂内叶片根部位置的限位挡块(防止叶片桨距角超过90°停机位置的刚性撞块)相互撞击给机组带来机械震荡，如果撞击次数过多或力度过大甚至会引发轮毂结构出现裂纹或变形的风险。所以需要认真考虑如何确保叶片每次收桨后都能最终停止在最佳停止位置的问题。

在收桨过程中，为了控制叶片的最终停止位置到达最佳停止位置，避免撞击限位挡块，现有的技术方案如专利一种风电机组收桨系统及收桨方法(CN201310260229.4)所述,是在比较靠近停机位置处(如80°)安装一个接近开关(也称为限位开关)。当叶片桨距角小于接近开关安装角度时，接近开关处于未触发状态输出低电平；当桨距角大于或等于接近开关安装角度时，接近开关处于触发状态输出24V高电平。变桨系统在驱动叶片执行收桨的过程当中，当检测到接近开关的输出电平发生上升沿跳变(由低电平变为高电平)时就会知道此时的叶片桨距角已经比较接近90°停机位置了，变桨系统此时会开始控制叶片做匀减速运动，并让叶片减速到0°/s时恰好运动到最佳停止位置。

由上述介绍可知，现有技术方案是在叶片触发接近开关后,通过以设定的减速度参数a做匀减速运动的方式在收桨的最后阶段来控制叶片的最终停止位置，当叶片减速到0°/s时走到哪里就只能最终停止在哪里，其本身只是一种开环控制。由于叶片的实际减速过程并不是在任何情况下都能严格等同于理论规划减速过程，因此这种开环控制本身并非绝对可靠。当叶片实际减速过程慢于理论规划减速过程时，会导致叶片限位挡块相撞；当叶片实际减速过程快于理论规划减速过程时，会导致叶片减速到0°/s时还未走到最佳停止位置。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种风电机组叶片收桨位置锁定控制方法及装置，通过在叶片到达接近开关位置检测变桨电机转轴的转动圈数，并判断转动圈数是否达到预设转动圈数，来判断叶片是否已位于最佳停止角度位置，提高了叶片收桨位置的准确性，提升了机组处于停机状态下的安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种风电机组叶片收桨位置锁定控制方法，包括如下步骤：

在风电机组的叶片进行收桨作业时，检测接近开关发出的电平信号；

当接收到所述接近开关发出的上升沿电平信号时，控制所述叶片进行减速，并获取所述叶片的变桨电机转轴的第一转动圈数检测值；