[发明专利]一种风电机组变桨系统振荡的预警及保护方法

说明书

本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种风电机组变桨系统振荡的预警及保护方法，通过对风电机组变桨系统的运行数据值进行监测和分析，判断变桨系统是否存在振荡，若判断结果为是，则进行风机故障报警并停机；若判断结果为否则保持风机正常运行。本发明解决了现有技术存在的不能对变桨系统本身的动作进行监控和预警等问题。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体是一种风电机组变桨系统振荡的预警及保护方法。

背景技术

随着风电机组逐步实现平价上网，风电制造商对为降低制造成本纷纷普及长叶片、高塔筒的机组，使得机组的刚度下降柔性上升，变桨系统的微小动作对机组的振动、载荷以及大部件的疲劳寿命影响越来越明显，这就要求变桨系统减少非必要的变桨次数避免变桨系统振荡，同时需要监测外界因数引起的变桨系统振荡。目前已有的解决方案是检测风速或功率的变化趋势，当超过阀值时才给出桨角位置指令，否则桨角位置指令维持之前值不变，该方法只从指令的平滑性出发降低了变桨动作次数，不能对变桨系统本身的动作进行监控和预警，若桨角位置指令本身有周期性波动或外界载荷存在交变情况，依然会引起系统振荡。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种风电机组变桨系统振荡的预警及保护方法，解决现有技术存在的不能对变桨系统本身的动作进行监控和预警等问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种风电机组变桨系统振荡的预警及保护方法，通过对风电机组变桨系统的运行数据值进行监测和分析，判断变桨系统是否存在振荡，若判断结果为是，则进行风机故障报警并停机；若判断结果为否则保持风机正常运行。

作为一种优选的技术方案，包括以下步骤：

S1，采集风电机组变桨系统三个轴的K个类别的运行数据值；

S2，对运行数据值进行功率谱密度分析，得到3K组频率及其对应的功率；

S3，选出各组中功率的极大值；

S4，选出功率极大值对应频率，计算以该频率为中心、数据长度为N的范围内的频率所对应的功率的平均值；

S5，计算各频率对应的功率极大值与该频率功率平均值差值的绝对值，并比较差值的绝对值与设定阈值的大小；

S6，若差值的绝对值＞设定阈值，则进行风机故障报警并停机；否则，风机正常运行。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中，K＝3，运行数据值分别为实际桨角、变桨速率、电机电流。

作为一种优选的技术方案，步骤S4中，3≤N≤10。

作为一种优选的技术方案，步骤S4中，N＝10。

作为一种优选的技术方案，步骤S6中，进行风机故障报警时，显示出现故障的变桨系统的轴的类别。

作为一种优选的技术方案，步骤S6中，当超过阀值时给出停机命令控制机组收桨。

作为一种优选的技术方案，步骤S5中，设定阈值为5～15dB。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中，设定每间隔tms采集一次风电机组变桨系统的运行数据值，1≤t≤20。

作为一种优选的技术方案，步骤S1中，采集的数据长度为T分钟，1≤T≤10。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过对风电机组变桨系统的位置、速度、电流(或力矩值)监测，可有效判断变桨系统是否存在振荡，并报出故障执行停机程序进行保护，可有效保护因变桨位置指令异常或外部载荷交变(比如涡激振动)引起的频繁变桨，避免机组发生进一步的危险。

附图说明