[发明专利]一种风力发电机组非实时变桨控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种风力发电机组非实时变桨控制系统及控制方法，所述系统包括风速传感器、主控制系统、变桨滑环、变桨系统和变桨滑环刷丝控制开关。主控制系统安装于机舱内，分析机舱外风速传感器的风速信息、叶片信息并下达紧急指令、分时段变桨指令。变桨滑环安装于机舱内，用于主控制系统和变桨系统间的电气传输和信息传递。变桨滑环刷丝控制开关安装于机舱内，连接主控制系统和变桨滑环，根据分时段变桨指令来判断开合，控制变桨滑环中滑环与刷丝的接触和分离，继而控制变桨操作的执行和停止，实现非实时变桨操作。本发明可改善滑环磨损、散热等问题，延长滑环寿命，降低风机维护成本，并减少风机变桨驱动能源的浪费。

主权项

1.一种风力发电机组非实时变桨控制系统，其特征在于：包括风速传感器、主控制系统、变桨滑环、变桨系统和变桨滑环开关；所述风速传感器安装在机舱外，连接主控制系统，测量风速及风向；所述主控制系统安装于机舱内，通过变桨滑环开关与变桨滑环相连，分析风速信息、叶片信息，下达紧急指令、分时段定时变桨指令；所述变桨滑环安装于机舱内，保证主控制系统和变桨系统之间的电气传输、变桨信息及叶片信息传递，并为变桨系统提供动力；所述变桨系统安装在机舱以及叶片轮毂内，执行变桨操作，并向主控制系统反馈叶片桨距角及叶片应力信息；所述变桨滑环开关安装在机舱内，接收判断主控制系统的分时段定时变桨指令，若指令为变桨则变桨滑环开关闭合，变桨滑环的滑环与刷丝接触，若指令为不变桨则变桨滑环开关打开，变桨滑环的滑环与刷丝分离，改善滑环磨损；所述一种风力发电机组非实时变桨控制系统通过控制方法对风机叶片进行控制，具体步骤如下：步骤1：风速传感器记录风向及风速，并将实时信息传递给主控制系统；步骤2：一方面，主控制系统分析风速信息以及紧急指令，判断是否为紧急变桨情形；另一方面，主控制系统设置分时段定时变桨指令，设定时间周期为N的等间时段，并计算各等间时段内的平均风速，风机只在各时段结束时判断是否变桨；主控制系统设定变桨指令的具体步骤为：设置变桨最大风速容差值Vref，用于判断相邻时段的平均风速变化是否满足变桨，当前等间时段平均风速为V2，风机上一次变桨的等间时段平均风速为V1；若|V2‑V1|≤Vref，视为两个时段的平均风速变化小，主控制系统的变桨指令为不变桨，则刷丝控制开关工作，使刷丝与滑环脱离；若|V2‑V1|＞Vref，视为两个时段的平均风速变化大，刷丝与滑环闭合，主控制系统的变桨指令为变桨；步骤3：当出现机组故障、强风袭击这类特殊情况时，主控制系统下达紧急变桨指令，变桨滑环刷丝闭合，刷丝滑环接触并产生磨损；步骤4：若不是紧急变桨情形，变桨滑环刷丝控制开关根据主控制系统的分时段变桨指令，判断当前时刻是否需要变桨：a)若指令为变桨，变桨滑环刷丝控制开关闭合，变桨滑环正常工作，变桨系统调节叶片变桨，并向主控制系统反馈叶片桨距角及叶片应力信息；b)若指令为不变桨，变桨滑环刷丝控制开关打开，变桨滑环的滑环与刷丝分离。