[發明專利]風力發電機組低溫空載運行加熱控制系統及方法

在審

• 申請號: 201410581359.2
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN105526046A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 顏毅斌;符偉杰;郭銳;葉偉;丁桂林;翟大勇;胡凱凱;劉彥
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D80/70;F03D17/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種風電機組低溫空載運行加熱控制系統，其特征在于，包括：控制系統（3）、電動泵（4）和加熱系統（5）；當齒輪箱（2）的油溫低于一定值，齒輪箱潤滑系統進入低溫啟動狀態后，所述控制系統（3）控制槳葉（1）變槳至一定角度，維持齒輪箱（2）空載旋轉以攪拌潤滑油，并使得齒輪箱（2）的油溫均勻升高，直到齒輪箱（2）的高速軸轉速維持在設定值時，所述控制系統（3）開啟所述加熱系統（5）對所述齒輪箱（2）進行加熱；當齒輪箱（2）的油溫達到最低啟機油溫后，所述控制系統（3）預啟動所述電動泵（4）至低速狀態，并對所述電動泵（4）的負載電流進行監測，當所述電動泵（4）的負載電流不能滿足齒輪箱潤滑系統的啟動條件時，風電機組繼續空載旋轉并保持對齒輪箱（2）進行加熱，此后所述控制系統（3）每隔一定時間預啟動一次所述電動泵（4）；當所述電動泵（4）的負載電流滿足齒輪箱潤滑系統的啟動條件時，所述電動泵（4）停止工作，齒輪箱潤滑系統退出低溫啟動狀態并正常啟動，風電機組正常運行。

2.根據權利要求1所述的風電機組低溫空載運行加熱控制系統，其特征在于：所述風電機組正常運行時，當條件滿足，需要啟動電動泵（4）至高速狀態時，所述控制系統（3）對所述電動泵（4）的負載電流進行監測，當負載電流小于過載電流時，所述電動泵（4）正常啟動至高速狀態，否則電動泵（4）持續運行在低速狀態直到滿足高速狀態的運行條件。

3.根據權利要求1或2所述的風電機組低溫空載運行加熱控制系統，其特征在于：當所述齒輪箱（2）的高速軸轉速維持在不低于300rpm的設定值時，所述控制系統（3）開啟所述加熱系統（5）對所述齒輪箱（2）的潤滑油和所述電動泵（4）的進油口進行加熱，并對所述加熱系統（5）的加熱時間進行定時；如果設定的加熱時間到達，所述風電機組仍然處于齒輪箱（2）的油溫過低故障中，則風電機組低溫啟動失效。

4.根據權利要求3所述的風電機組低溫空載運行加熱控制系統，其特征在于：當所述齒輪箱（2）的油溫到達-5℃，且加熱系統（5）的加熱時間在設定的時間范圍內，所述控制系統（3）在設定的時間內預啟動所述電動泵（4）至低速狀態，對所述電動泵（4）的負載電流進行監測，并在此后每隔8～12分鐘預啟動一次所述電動泵（4）。

5.根據權利要求1、2、4中任一權利要求所述的風電機組低溫空載運行加熱控制系統，其特征在于：當風電機組停機后，所述風電機組在自檢狀態下對風機狀態、故障信息，以及齒輪箱（2）的油溫進行判斷，當風電機組除了齒輪箱（2）的油溫低于一定閾值外，滿足正常啟機的其他條件時，所述風電機組進入齒輪箱潤滑系統低溫啟動狀態，所述控制系統（3）通過PID變槳閉環控制使所述齒輪箱（2）的高速軸轉速維持在設定值；所述齒輪箱（2）進一步包括機械泵（6），齒輪箱（2）工作帶動機械泵（6）運行，所述機械泵（6）輔助所述齒輪箱（2）攪拌潤滑油；如果所述風電機組在齒輪箱潤滑系統低溫啟動過程中發生故障，則風電機組進入故障停機狀態。

6.一種風電機組低溫空載運行加熱控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S101：當齒輪箱（2）的油溫低于一定值，齒輪箱潤滑系統進入低溫啟動狀態后，風電機組的槳葉（1）變槳至一定角度，維持齒輪箱（2）空載旋轉以攪拌潤滑油，并使得齒輪箱（2）的油溫均勻升高；

S102：當所述齒輪箱（2）的高速軸轉速維持在設定值時，加熱系統（5）對所述齒輪箱（2）進行加熱；

S103：當齒輪箱（2）的油溫達到最低啟機油溫后，預啟動電動泵（4）至低速狀態，并對所述電動泵（4）的負載電流進行監測，當所述電動泵（4）的負載電流不能滿足齒輪箱潤滑系統的啟動條件時，風電機組繼續空載旋轉并保持對齒輪箱（2）進行加熱，此后所述電動泵（4）每隔一定時間預啟動一次；

S104：當所述電動泵（4）的負載電流滿足齒輪箱潤滑系統的啟動條件時，所述電動泵（4）停止工作，齒輪箱潤滑系統退出低溫啟動狀態并正常啟動，風電機組正常運行。