[發明專利]一種變槳距風電機組緊急順槳觸發系統及方法

有效

• 申請號: 201110211547.2
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102287331A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 紀國瑞;潘磊;孫黎翔;劉國君
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本發明涉及風電機組安全控制領域，具體地，涉及一種變槳距風電機組緊急順槳觸發系統及方法。

背景技術

變槳距風力發電機組向兆瓦級、大型化發展，機組對安全保護控制的要求越來越高，其中緊急順槳動作(快速地將葉片角度從0度或當前工作角度驅動到90度附近的停機角度)是機組在異常情況下進行的最為關鍵有效的氣動停車保護動作，如果變槳系統的緊急順槳動作在需要的時候沒有被有效地觸發，會引發很嚴重的后果。風力發電機組的控制系統一般分為兩個層次，一個層次是主控制系統，負責控制機組常規運行的轉矩控制、變槳控制和監督控制；另一個層次是機組的安全控制系統，可靠性要求比主控制系統高，并且獨立于主控制系統，主要檢測機組的超速、超功率、振動、偏航扭纜和主控制系統失效等，當任何一種狀況被檢測到，安全控制系統需要觸發變槳系統的緊急順槳動作和其他保護動作，快速停機以保護機組安全。

機組運行過程中的超速檢測、超功率檢測、振動檢測、偏航扭纜檢測和主控系統失效檢測等都有較為成熟的解決方案，能夠有效地檢測；當檢測到上述工況時需要一個觸發信號來觸發變槳系統開始緊急順槳動作以實現氣動停車，保護機組安全。當前的觸發方式是低電平觸發，當機組運行于正常情況時，安全控制系統輸出的低電平觸發信號處于高電平，當檢測到上述工況時，則該低電平觸發信號由高電平變為低電平，通過由高電平變為低電平來觸發變槳系統的緊急順槳動作。

安全控制系統的低電平觸發信號要經過接線端子、滑環和線路才能到達變槳系統，在這個過程中具有一定的不確定性，常規的低電平觸發方式存在不能有效觸觸發的問題，也就是存在一種可能：當安全系統檢測到異常工況，安全系統的輸出觸發信號由高電平變為低電平，但是由于信號傳輸通道的各種異常原因(如滑環內部問題、接線端子問題等)，在信號傳輸通路的另一端信號仍然保持高電平，則變槳系統的緊急順槳動作不能夠被及時觸發，機組不能夠有效及時地停機，極有可能引發嚴重的后果。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供一種變槳距風電機組緊急順槳觸發系統及方法，保證機組在異常情況下能夠有效、安全、及時地觸發緊急順槳動作，保護機組安全。

實現上述目的的技術方案如下：

一種變槳距風電機組緊急順槳觸發系統，根據安全控制系統輸出的低電平觸發信號來確定是否進行緊急順槳觸發，包括：

脈沖發生模塊，由脈沖發生器與“與”邏輯模塊連接組成；當低電平觸發信號處于高電平時，脈沖發生器通過“與”邏輯模塊與低電平觸發信號一起構成一個持續的、固定頻率的脈沖信號輸出；當低電平觸發信號變為低電平時，脈沖發生器通過“與”邏輯模塊與低電平觸發信號一起構成一個持續的低電平信號輸出；

信號傳輸通路，用于傳輸脈沖發生模塊輸出的信號；

脈沖檢測及觸發模塊，由脈沖檢測器、觸發模塊與邏輯模塊依次連接組成，脈沖檢測器用于對經信號傳輸通路傳輸過來的信號進行脈沖定時計數，在一定時間尺度內對脈沖發生次數進行計算，當脈沖次數過小或接近0時則邏輯模塊判定持續固定頻率的脈沖信號失效，啟動觸發模塊觸發緊急順槳動作，當檢測到持續的、固定頻率的脈沖信號時則邏輯模塊判定脈沖信號有效，觸發模塊不觸發緊急順槳動作。

進一步地，所述信號傳輸通路包括滑環、線路和兩個接線端子，所述“與”邏輯模塊的輸出點通過一端接線端子接線到滑環，通過滑環內部再經另一端的接線端子接線到脈沖檢測器的輸入點。

本發明還提供了一種變槳距風電機組緊急順槳觸發方法，根據安全控制系統輸出的低電平觸發信號來確定是否進行緊急順槳觸發，包括如下步驟：

(1)當低電平觸發信號處于高電平時，脈沖發生器通過“與”邏輯模塊與低電平觸發信號一起構成一個持續的、固定頻率的脈沖信號輸出；當低電平觸發信號變為低電平時，脈沖發生器通過“與”邏輯模塊與低電平觸發信號一起構成一個持續的低電平信號輸出；

(2)經步驟(1)中輸出的信號通過信號傳輸通路輸送到脈沖檢測器，脈沖檢測器對信號進行脈沖定時計數，在一定時間尺度內對脈沖發生次數進行計算，當脈沖次數過小或接近0時則邏輯模塊判定持續固定頻率的脈沖信號失效，啟動觸發模塊觸發緊急順槳動作，當檢測到持續的、固定頻率的脈沖信號時則邏輯模塊判定脈沖信號有效，觸發模塊不觸發緊急順槳動作，風電機組正常工作。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：