[发明专利]一种风力发电机组基于风轮转速检测的超速保护方法

摘要

本发明公开了一种风力发电机组基于风轮转速检测的超速保护方法，该方法是利用风轮的三个带电流测量模块的驱动器实时采集电机电流/扭矩数据，而后对取得的电流/扭矩数据进行处理，得到真正的风轮转速值，当这个值超过风轮阈值后，该阈值对应于此风机设计的最大风轮转速，报出风轮超速故障，对风机进行收桨刹车，以保证风机安全。本发明方法实施成本低，且实施起来简单可靠，可有效实现风轮超速保护。

主权项

1.一种风力发电机组基于风轮转速检测的超速保护方法，由于风力发电机组的每一片桨叶在风轮转动360度的过程中位置都在实时变化，其变桨电机的电流也在实时变化，而且由于不断的循环转动，电机电流也不断地呈现出类似正弦的规律性变化，电流的变化周期就是风轮转动的周期，因此，只要能准确计算出采集到的电流频率或者周期，就能得到风轮转速；其特征在于：该方法是利用风轮的三个带电流测量模块的驱动器实时采集电机电流/扭矩数据，而后对取得的电流/扭矩数据进行处理，得到真正的风轮转速值，当这个值超过风轮阈值后，该阈值对应于此风机设计的最大风轮转速，报出风轮超速故障，对风机进行收桨刹车，以保证风机安全；其中，电流/扭矩数据的处理方式有以下两种：第一种：将每个驱动器的数据记为第N个数据分别存入实时三维缓存数组A1、A2、A3中，三个都是先进先出平滑移动的数组；然后，每次刷新这三个数组后都判断第N‑1个周期的数据是否为当前数组中的最大值，如果是，则第N‑1个周期的数据为当前的峰值，分别存入另一个三维缓存数组B1、B2、B3中，记为第K个峰值，并记下第N‑1个数据的时间T1(N‑1)、T2(N‑1)、T3(N‑1)；每次刷新这个数组后都判断第K‑1个周期的数据是否为当前数组中的最大值，如果是，则第K‑1个周期的数据为当前峰值数组B1、B2、B3中的峰值，并且将此第K‑1个周期的数据记为第M个数据存入一个二维数组C1、C2、C3中，刷新这个二维数组后，计算这个数组中T(M)和T(M‑1)的时间差即可得到风轮旋转一圈的周期，而后根据转速公式V＝60/[T(M)‑T(M‑1)]，分别计算通过三个驱动器得到的风轮转速，将得到的转速进行平滑滤波，滤波后将三个转速求取平均值作为真正的风轮转速值，当这个值超过风轮阈值后，报出风轮过速或者风轮超限故障；第二种：将每个驱动器的数据记为第N个数据分别存入实时三维缓存数组A1、A2、A3中，三个都是先进先出平滑移动的数组；然后，每次刷新这三个数组后都判断第N‑1个周期的数据是否为当前数组中的最大值，如果是，则第N‑1个周期的数据为当前的峰值，分别存入另一个三维缓存数组B1、B2、B3中，记为第K个峰值，并记下第N‑1个数据的时间T1(N‑1)、T2(N‑1)、T3(N‑1)；每次刷新这个数组后都判断第K‑1个周期的数据是否为当前数组中的最大值，如果是，则第K‑1个周期的数据为当前峰值数组B1、B2、B3中的峰值，而后将此峰值存入二维数组C，记为第M个峰值，计算T(M)和T(M‑1)的差值，得到风轮旋转1/3圈的周期，其中B1、B2、B3的峰值都进入了C数组；根据转速公式V＝60/{[T(M)‑T(M‑1)]*3)}，计算得到风轮转速后进行平滑滤波处理，将处理后的风轮作为真正的风轮转速值，当这个值超过风轮阈值后，报出风轮过速或者风轮超限故障。