[发明专利]一种液压型风力发电机组低电压穿越控制方法

摘要

本发明涉及一种液压型风力发电机组低电压穿越控制方法，当电网电压跌落时，转速控制器实现变量马达摆角控制，使液压系统的高压压力迅速降低，从而增大定量泵的转速，以此将剩余功率存储到风轮；当风轮储存能量达到设定值时，功率控制器控制比例节流阀开度，将系统多余能量转化为热能。系统中可控变量包括比例节流阀控制信号和变量马达斜盘摆角控制信号。本发明采用双变量控制策略，控制系统具有两个被控变量，两者协调控制；提出了两控制变量协调控制方法及能量分配方案；增加比例节流单元，使整个系统响应加快，同时系统多一个可调参数，使控制更加灵活。

主权项

一种液压型风力发电机组低电压穿越控制方法，实现该控制方法的液压系统硬件配置包括风轮（1）、第一转速转矩传感器（2）、定量泵（3）、高压管路（4）、第一单向阀（5）、第一压力传感器（6）、比例节流阀（7）、第二压力传感器（8）、流量传感器（9）、安全阀（10）、变量马达（11）、第二转速转矩传感器（12）、发电机（13）、多功能仪表（14）、电网（15）、补油泵（16）、溢流阀（17）、油箱（18）、第二单向阀（19）、低压管路（20）、风速传感器（21）功率控制器（22）、转速控制器（23）等元件和装置;风轮（1）直接与定量泵（3）同轴连接，并在连接轴上布置第一转速转矩传感器（2），风轮附近安装风速传感器（21）；定量泵（3）进油口从低压管路（20）吸油，压油口通过高压管路（4）输出高压油，高压管路（4）上串联比例节流阀（7），并在比例节流阀（7）前后的高压管路（4）上分别布置第一压力传感器（6）、第二压力传感器（8）和流量传感器（9）；安全阀（10）跨接在高压管路（4）和低压管路（20）之间，防止高压管路（4）过载；变量马达（11）吸油口与高压管路（4）相连，其排油口与低压管路（20）相连，变量马达（11）同轴驱动发电机（13）发电，输入电能到电网（15），变量马达（11）与发电机（13）连接轴上安装第二转速转矩传感器（12），并在电网（15）与发电机（13）之间安装多功能仪表（14）；补油泵（16）吸油口与油箱（18）相连，其压油口分别连接第一单向阀（5）和第二单向阀（19），进而通过高低压力管路为系统补油，溢流阀（17）跨接在补油泵压油口与油箱（18）之间，用于设定补油泵出口压力；功率控制器（22）输入端连接转矩传感器（2）、第一压力传感器（6）、第二压力传感器（8）、多功能仪表（14）和风速传感器（21），其输出端连接比例节流阀（7）；转速控制器（23）输入端连接流量传感器（9）、第二转速转矩传感器（12）和多功能仪表（14），其输出端连接变量马达（11）；其特征在于：该控制方法包括如下内容：当电网电压跌落时，首先转速控制器（23）控制变量马达（11）摆角：转速控制器（23）通过第二速转矩传感器（12）采集发电机转速，流量传感器（9）采集节流后流量，多功能仪表（14）采集电网频率，然后转速控制器（23）输出控制信号，实现变量马达（11）摆角控制，增大变量马达（11）的排量，使液压系统的高压压力迅速降低，从而增大定量泵（3）的转速，以此将剩余功率存储到风轮；当风轮储存能量达到设定值时，功率控制器控制（22）比例节流阀（7）：首先功率控制器（22）通过风速传感器（21）采集风速，第一转速转矩传感器（2）采集风轮转速，第一压力传感器（6）采集节流前压力、第二压力传感器（8）采集节流后压力、多功能仪表（14）采集发电机功率，然后功率传感器（22）输出控制信号，控制比例节流阀开度，将系统多余能量转化为热能；通过比例节流阀和变量马达摆角的协同控制，最终实现对液压系统与发电机瞬态特性进行控制，并对系统中多余能量实施合理分配，从而实现低电压穿越。