[發明專利]用于風力發電機的通信中斷自復位控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201910816436.0
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN112443452B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 馬磊;程金山;和東艷
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D17/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王皎彤;曾世驍

提供一種用于風力發電機的通信中斷自復位控制方法及裝置。風力發電機包括通信連接的變槳控制器和主控控制器，所述通信中斷自復位控制方法包括：當變槳控制器與主控控制器之間的通信中斷時，對變槳控制器的心跳脈沖信號、主控控制器的DP端口狀態和變槳控制器與主控控制器之間的通信數據CRC校驗值進行檢測；根據檢測結果確定變槳控制單元故障和/或主控控制單元未出現故障時，判斷通信中斷是否是短時單次中斷；當通信中斷是短時單次中斷時，針對通信中斷執行自動復位操作，從而實現風力發電機的變槳控制器和主控控制器之間的通信中斷的自動復位，進而保證風力發電機運行安全，同時避免頻繁啟停機，同時降低停機時間。

技術領域

本公開涉及風電技術領域。更具體地，本公開涉及一種用于風力發電機的通信中斷自復位控制方法及裝置。

背景技術

能源是社會經濟和人類生活的主要物質基礎，是社會發展的動力。然而，作為世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然氣等不可再生的能源的儲量日趨減少，世界各個國家都在發展風力發電，風力發電作為新能源，已經形成了成熟的規模。

風力發電機是將風能轉換成電能的設備，風能通過葉輪帶動主軸、齒輪箱、發電機轉換成電能，并通過并網控制，將風力發電機發出的電能輸送到電網中，所以并網控制，是風力發電機控制的重要環節。

除了機組故障時，通過順槳功能實現氣動剎車使風力發電機停機，以保證風力發電機組的安全外，風力發電機正常發電運行時，變槳系統的功能有兩種：

1)進行最大功率跟蹤，這時槳距角需要開槳到零度位置，以吸收最大風能；

2)當風力發電機進入恒轉速運行區，或功率運行區后，主控系統根據目標轉速值及實際轉速值，進行PID運算，控制變槳系統調節槳距角，達到穩定發電機轉速的目的。

目前風力發電機變槳系統的控制方法為：由主控系統檢測發電機實際轉速值，并根據機組型號特性設置目標轉速值，通過對目標轉速值和實際轉速值的偏差，進行PID運算，輸出槳角變化量，并通過滑環(Slip Ring)將通信數據由信號線傳送給變槳系統，變槳系統收到主控下發的槳角變化指令后，執行變槳操作，實現調槳功能，從而到達風力發電機最大功率跟蹤及穩定轉速的目的。其中，滑環是負責為旋轉體連通、輸送能源與信號的電氣部件。根據傳輸介質來區分，滑環分為電滑環、流體滑環、光滑環，也可通俗的統稱為“旋轉連通”或“旋通”。本公開的示例性實施例中所涉及的滑環是指風力發電機主控與變槳系統進行電壓傳輸和通信數據交互的電滑環；滑環通常安裝在設備的旋轉中心，主要由旋轉與靜止兩大部分組成。旋轉部分連接設備的旋轉結構并隨之旋轉運動，稱為“轉子”，靜止部分連接設備的固定結構的能源，稱為“定子”。

然而由于導電滑環環間距離很近，各種信號在傳輸過程中互相產生干擾.各種干擾嚴重地影響了信息傳輸的精度。信號傳輸過程中產生的干擾有靜電感應耦合，磁場感應耦合和電磁場感應耦合；導致滑環信號干擾的主要因素有：

1)靜電感應耦合引起的干擾

2)磁場感應耦合產生的干擾

3)電磁場干擾——電場與磁場的混合干擾

4)電流電壓突變引起干擾。

通信數據是數字量信號，比較敏感，滑環的干擾，很容易影響到通信數據的穩定性和可靠性，而主控系統控制變槳系統是運行，主要是通過滑環，所以常常出現滑環受干擾而導致通信閃斷(通信中斷較短的時間，例如1s后又恢復的現象)，導致風力發電機組停機。其中，通信閃斷(Communication Flash Off)，指在通信過程中，由于電磁干擾等因素的影響，通信鏈路傳輸在短時間內發生中斷現象，導致接收方收不到數據幀，或數據幀發生異常，而短時間內又重新恢復正常的現象。

風力發電機停機后，主要涉及兩個問題：

1)白天時，人員趕到機組排查、處理，需要一定的時間，一般為1～2小時；