[發(fā)明專利]提升風機安全性能的方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010434299.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN113700602B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉眾;吳安
• 申請（專利權）人: 北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;H02H7/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權代理有限公司 11286
• 代理人: 蘇銀虹;王兆賡

提供了一種提升風機安全性能的方法和設備。風機的變槳系統(tǒng)安裝有安全保護回路，所述安全保護回路包括反饋信號發(fā)生器、安全監(jiān)控模塊和收槳控制器，所述方法包括：通過反饋信號發(fā)生器實時檢測收槳控制器的工作狀態(tài)，并輸出用于指示所述工作狀態(tài)的反饋指示信號；通過安全監(jiān)控模塊實時監(jiān)視反饋信號發(fā)生器輸出的反饋指示信號；當安全監(jiān)控模塊通過監(jiān)視所述反饋指示信號確定需要觸發(fā)收槳動作時，通過安全監(jiān)控模塊產(chǎn)生收槳控制信號；響應于所述收槳控制信號，通過收槳控制器控制變槳執(zhí)行機構執(zhí)行收槳。

技術領域

本發(fā)明總體說來涉及風電機組的安全性能領域，更具體地說，涉及一種通過創(chuàng)新的變槳安全保護回路來提升風機安全性能的方法及設備。

背景技術

能源是社會經(jīng)濟和人類生活的主要物質基礎，是社會發(fā)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(fā)展風力發(fā)電，風力發(fā)電作為新能源，已經(jīng)形成了成熟的規(guī)模。

風力發(fā)電機組(簡稱為風機)是將風能轉換成電能的設備。變槳裝置為可調速的電動機通過齒輪或齒形帶驅動葉片的電動方案或者由電磁閥控制液壓缸直接作用于變槳軸承的液壓變槳系統(tǒng)。在風機設計過程中，需要考慮風機卡槳的工況，即有一支葉片不能回到安全位置的情況，在此工況下機組的輪轂，主軸承載荷會比非故障工況顯著增加。

常規(guī)的電動變槳僅能夠保證2oo3架構下保護葉輪不過速，但3oo3架構下普遍難以保證機組不發(fā)生卡槳。現(xiàn)有的液壓變槳能夠保證2oo3或3oo3架構下PLd的安全等級，在風機設計中這種等級對應的葉片卡槳概率為數(shù)十年一次，不能忽略。按照IEC 61400-1-2019中DLC2.2工況對機組故障剔除條件的描述，當故障的復現(xiàn)周期遠大于風機的生命周期時對設計的影響才可以忽略。而以DLC2.2等工況為代表的葉片卡槳故障工況中經(jīng)常會出現(xiàn)由于葉輪受載不平衡引起較大的輪轂中心彎矩，此類載荷對機組的軸系、主軸承、底座、偏航、塔架載荷都有重要影響，在機組設計中常常成為部件尺寸控制載荷，從而影響機組的經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實施例旨在克服上述葉片卡槳概率高使得機組載荷高，從而影響機組的經(jīng)濟性的缺點。

根據(jù)本發(fā)明的一方法，提供了一種提升風機安全性能的方法，其中，風機的變槳系統(tǒng)安裝有安全保護回路，所述安全保護回路包括反饋信號發(fā)生器、安全監(jiān)控模塊和收槳控制器，所述方法包括：通過反饋信號發(fā)生器實時檢測收槳控制器的工作狀態(tài)，并輸出用于指示所述工作狀態(tài)的反饋指示信號；通過安全監(jiān)控模塊實時監(jiān)視反饋信號發(fā)生器輸出的反饋指示信號；當安全監(jiān)控模塊通過監(jiān)視所述反饋指示信號確定需要觸發(fā)收槳動作時，通過安全監(jiān)控模塊產(chǎn)生收槳控制信號；響應于所述收槳控制信號，通過收槳控制器控制變槳執(zhí)行機構執(zhí)行收槳。

可選地，當所述反饋指示信號與預設信號不同時，安全監(jiān)控模塊可確定需要觸發(fā)收槳動作。

可選地，安全監(jiān)控模塊可包括可編程邏輯控制器和安全繼電器，其中，可編程邏輯控制器的輸入與反饋信號發(fā)生器的輸出連接，可編程邏輯控制器的輸出與安全繼電器的輸入連接，安全繼電器的輸出作為安全監(jiān)控模塊的輸出。

可選地，通過安全監(jiān)控模塊產(chǎn)生收槳控制信號的步驟可包括：當所述反饋指示信號與所述預設信號不同時，可編程邏輯控制器產(chǎn)生并輸出收槳指示信號；響應于從可編程邏輯控制器接收到所述收槳指示信號，安全繼電器通過斷電以產(chǎn)生所述收槳控制信號。

可選地，響應于所述收槳控制信號，通過收槳控制器控制變槳執(zhí)行機構執(zhí)行收槳的步驟可包括：響應于所述收槳控制信號，收槳控制器通過斷電以控制變槳執(zhí)行機構執(zhí)行收槳。

可選地，所述方法還可包括：通過安全繼電器從風機主控接收斷電信號或收槳指示信號；響應于接收到的斷電信號或收槳指示信號，安全繼電器通過斷電以產(chǎn)生收所述槳控制信號，其中，響應于所述收槳控制信號，通過收槳控制器控制變槳執(zhí)行機構執(zhí)行收槳的步驟包括：響應于所述收槳控制信號，收槳控制器通過斷電以控制變槳執(zhí)行機構執(zhí)行收槳。