[發明專利]一種風力發電機組變槳距系統調試方法和裝置

有效

• 申請號: 201210544265.9
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103266986A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 薛曉奇;郭小葉;魏東新
• 申請（專利權）人: 天津瑞能電氣有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 孫春玲

技術領域

本發明屬于控制、調解領域，尤其是涉及一種用于風力發電機組變槳距系統的監視、檢驗、控制平臺。

背景技術

在現有的技術中，風力發電系統主要包括三大部分：主控、變頻和變槳。，近年來，隨著單機容量的增加和對并網要求的不斷提高，變槳變速型風力發電機組逐漸成為主流和發展趨勢。

變槳變速型風力發電機組采用變槳距控制系統進行槳葉角度調節，其主要功能為：在正常發電工況下調節風機槳葉的迎風角，從而對輸入功率進行動態調節，提高風能利用率；在故障狀態下利用儲能機構完成順槳功能，保證風機的安全。因此，變槳系統的安全與否直接關系到整個機組的正常運行，在車間對其完成一系列的功能測試就顯得尤其重要。

目前，在車間主要通過主控系統來完成對變槳系統的調試。由于主控系統控制柜體內部結構復雜,需要2-3人配合才能開展工作，且柜內任何部件故障均會影響調試；柜體空間大，搬運困難，不易放置；控制軟件邏輯復雜，非主控系統開發人員難以在短時間內對其進行熟練的操作。故此，對于車間調試人員來說，如何簡單、可靠、快速地完成大批量變槳系統的功能測試任務是一個重要的問題。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種通過CANopen總線通信實現對變槳系統的控制并讀取變槳系統的相關實時數據，為變槳系統在車間的測試和調試的風力發電機組電動變槳距系統，尤其適合兆瓦級變速恒頻風力發電機組電動變槳距系統調試。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案包括上位計算機、主站裝置和變槳裝置；上位計算機通過以太網與主站裝置連接，主站裝置通過CANopen總線與變槳裝置連接；變槳裝置將采集到的變槳裝置的信息發送給主站裝置，主站裝置對變槳裝置的信息進行處理，用戶通過上位計算機實時采集、顯示變槳裝置信息；用戶由上位計算機訪問主站裝置，通過上位計算機對變槳裝置進行控制，變槳裝置響應上位計算機操作進行變槳控制。

進一步，所述主站裝置包括CANopen總線模塊、以太網模塊、PLC控制器、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、PLC電源模塊和總線末端模塊；所述以太網模塊通過以太網與上位計算機連接；所述CANopen總線模塊、以太網模塊、PLC控制器、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊通過EtherCAT總線通信。

進一步，所述變槳裝置包括TPM電源管理模塊、槳葉控制模塊組、直流伺服電機和限位開關；TPM電源管理模塊對變槳裝置的輸入電源進行濾波和防雷處理，對所有主站裝置與變槳裝置間連接電纜進行保護；所述數字量輸入模塊、數字量輸出模塊經過TPM電源管理模塊連接變槳裝置；所述槳葉控制模塊組包括不低于三個控制模塊PCM，控制模塊PCM獨立驅動直流伺服電機通過減速器及槳葉軸承控制槳葉變槳，使槳葉轉動到指定位置。

進一步，所述直流伺服電機設置編碼器。

進一步，所述槳葉控制模塊組包括主控制模塊PCM和其他控制模塊PCM，其他控制模塊PCM不低于一個；所述主控制模塊PCM通過CANopen總線與主站裝置通信，實現與變槳系統的通訊；其他控制模塊PCM通過RS485現場總線與主控制模塊PCM通信。

進一步，所述限位開關是91度限位開關和95度限位開關；槳葉緊急順槳到91度限位處立刻停止動作，95度限位開關是冗余保護裝置。

進一步，所述變槳裝置還包括變槳電池箱EPU，所述變槳電池箱EPU與控制模塊PCM模塊連接，在變槳系統故障或外部電源丟失時為伺服電機供電，驅動槳葉到安全順槳位置。

進一步，所述變槳裝置還包括電阻，所述電阻與控制模塊PCM連接，為變槳裝置限流、分壓。

本發明一種風力發電機組變槳距系統調試方法，其步驟如下：

步驟一：使用軟件對主站裝置的軟件進行組態；

步驟二：上位計算機通過以太網與主站PLC控制器通訊；

步驟三：主站裝置通過CANopen通訊采集變槳裝置的數據；

步驟四：主站裝置通過數字量輸入模塊和數字量輸出模塊讀取、控制變槳重要硬接點信號；

步驟五：用戶通過上位計算機對步驟三和步驟四的數據進行故障判斷；

步驟六：如果無故障情況下，用戶通過上位計算機對變槳裝置進行控制。