[發明專利]一種永磁直驅風機主控系統機組自動啟停的控制方法

有效

• 申請號: 201910207676.0
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110566402B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王奔;徐衛峰;牛洪海;陳俊;吳波;王淑超
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發明公開一種永磁直驅風機主控系統機組自動啟停的控制方法，使用狀態機切換方法實現風機的啟停過程控制，將機組在啟動運行并網過程中的狀態分為初始化模式、待機模式、啟動模式、預加速模式、加速模式、并網模式、停機模式、服務模式，在啟動過程中機組每到達一個模式，在該模式下具備相應的控制目標，當電機轉速、葉片槳距角及延時時間達到設定值后，機組進入下一個狀態機模式。此種控制方法可實現機組在無人值守的情況下根據外界環境及機組自身狀況實現風機自動啟停，啟停過程中主控系統與變流器、變槳系統協同控制，最終保障機組的安全穩定運行。

技術領域

本發明屬于風電機的控制的技術領域，特別涉及一種永磁直驅式風電機組主控系統自動啟停控制方法。

背景技術

風能是重要的清潔可再生能源，風力發電是開發利用風能的主要形式，當前風電機組向著大容量方向發展，永磁直驅式風機是兆瓦級風電機組的主要裝機形式。風電機組需在無人值守的情況下長期運行，對控制系統的安全性與可靠性要求很高，設計出滿足實際運行要求的永磁直驅式風機主控系統具有重要意義。

目前國內外對永磁直驅式風機主控系統的設計開發進行了相關研究，但還存在一些問題。機組啟動過程中狀態機與變流器、變槳系統間的協同控制方法不完善；對機組啟動過程中不同升負荷階段下的各狀態機控制參數范圍及狀態機切換標準無明顯劃分界限；同時對電機接近開關轉速等重要參數的濾波處理方法較為簡易。

綜上，在主控系統中針對機組自動啟停的實現進行設計優化并制定機組啟動并網過程中主控系統狀態機與變流器和變槳系統協通控制策略，同時充分考慮現場設備信息確定機組停機邏輯并開展分級實現停機過程中變槳系統的控制方法研究具有很強的現實意義。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種永磁直驅風機主控系統機組自動啟停的控制方法，其可實現機組在無人值守的情況下根據外界環境及機組自身狀況實現自動啟停，啟停過程中主控系統與變流器、變槳系統協同控制，最終保障機組的安全穩定運行。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種永磁直驅風機主控系統機組自動啟停的控制方法，使用狀態機切換方法實現風機的啟停過程控制，在啟動過程中機組每到達一個模式，在該模式下具備相應的控制目標，當電機轉速、葉片槳距角及延時時間達到設定值后，機組進入下一個狀態機模式。

將機組在啟動運行并網過程中的狀態分為初始化模式、待機模式、啟動模式、預加速模式、加速模式、并網模式、停機模式、服務模式，按照如下步驟對機組狀態機模式進行切換操作：

步驟1，主控系統在初始化模式進行自檢并初始化系統參數、全局變量，初始化通過后進入待機模式狀態；

步驟2，在待機模式下當全局停機等級與全局偏航等級均小于設定值，且風機處于順槳角最大狀態，變流器自檢完成；在塔基柜或顯示器上按下啟動按鈕，或風機停機經過一段延時后自啟動時間到，此時進入機組啟動模式；在待機模式下，葉片的目標槳距角為θ_{b_max}；

步驟3，在啟動模式下，葉片的目標槳距角為θ_{b_t2}，葉片目標開槳速率為w_{b_t2}，主控系統向變流器下發預充電指令，之后主控下發網側啟動指令，進行網側調制，同時等待機側調制；當電機轉速達到n_{g_t2}，并經過延時T_delay2后，機組進入預加速模式；

步驟4，在預加速模式下，調整葉片的目標槳距角為θ_{b_t3}，葉片目標開槳速率為w_{b_t3}，當電機轉速達到n_{g_t3}，并且機艙對風誤差小于設定值后，并經過延時T_delay3，機組進入加速模式；