[發明專利]風機變槳系統冗余安全收槳的控制系統和方法

在審

• 申請號: 202010637300.6
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111852765A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 肖慶恩;楊海;陸衛麗;李奇
• 申請（專利權）人: 蘇州格遠電氣有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D7/04;F03D17/00;F03D80/00
• 代理公司: 南京艾普利德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32297
• 代理人: 陸明耀

本發明提供一種風機變槳系統冗余安全收槳的控制系統及方法，所述控制系統包括相連的檢測單元、控制單元以及冗余電路，其中所述檢測單元用于對風機輪轂速度進行檢測并將信號傳送給控制單元，所述控制單元根據所述風機輪轂速度信號判斷風機輪轂是否超速，當風機輪轂超速則控制冗余電路閉合，所述冗余電路進而觸發變槳系統的后備電源收槳回路工作，其中所述冗余電路為常開。本發明風機變槳系統冗余安全收槳的控制系統和方法，是風機發生嚴重故障時啟動緊急收槳回路的冗余控制措施，為緊急狀態下的風機提供安全保護。

技術領域

本發明涉及風電技術領域，尤其涉及風機變槳系統冗余安全收槳的控制系統和方法。

背景技術

我國風電事業蓬勃發展，裝機量穩步上升，為我國綠色能源的有效利用、碧水藍天及可持續發展的實現都做出了重要貢獻。風機運行的安全性和穩定性一直是備受人們關注和研究的重點，而變槳系統作為風機的最終執行器件控制系統，其運行的穩定性、緊急情況下的有效處理動作之于風機安全有著至關重要的影響。

早期建設的風機其變槳控制系統主要為直流變槳系統，其安全收槳邏輯完全由主控實施控制：一般故障由主控控制收槳；嚴重故障由主控斷開安全鏈信號接通緊急收槳電氣回路，實施后備電源直接驅動變槳電機將槳葉收至安全角度，即早期風機對于嚴重故障的緊急處理很大程度上依賴后備電源收槳回路的可靠性。但實踐表明，上述設計存在重大安全隱患，由于對風機的運維不及時或維護方式不當，后備電源收槳回路極有可能不能可靠觸發，槳葉無法收至安全位置，導致風機飛車釀成事故；此外，電機由后備電源直接驅動時的運行速度不可控，對風機塔筒造成的沖擊較大。

發明內容

鑒于目前現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種安全、可靠的風機變槳系統冗余安全收槳的控制系統和方法。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一種風機變槳系統冗余安全收槳的控制系統，所述控制系統包括相連的檢測單元、控制單元以及冗余電路，其中所述檢測單元用于對風機輪轂速度進行檢測并將信號傳送給控制單元，所述控制單元根據所述風機輪轂速度信號判斷風機輪轂是否超速，當風機輪轂超速則控制冗余電路閉合，所述冗余電路進而觸發變槳系統的后備電源收槳回路工作，其中所述冗余電路為常開。

進一步，所述檢測單元包括金屬擋塊和測速模塊，所述金屬擋塊安裝在風機機艙一側，所述測速模塊固定于輪轂上，隨輪轂轉動，通過檢測其自身發射的紅外線被金屬擋塊遮擋的情況實現對輪轂速度的檢測，并通過硬件信號接點將信號傳送給控制單元。

進一步，所述冗余電路包括控制繼電器，所述冗余電路閉合為所述控制繼電器的輔助觸點閉合，所述控制繼電器的輔助觸點為常開。

進一步，所述后備電源收槳回路包括第一輔助電路和第二輔助電路，所述冗余電路閉合，通過所述第一輔助電路和第二輔助電路觸發所述后備電源收槳回路工作。

進一步，所述后備電源收槳回路還與主控控制回路相連，當風機輪轂沒有超速，所述冗余電路保持常開，所述后備電源收槳回路由所述主控控制回路控制運行。

進一步，所述控制單元以及冗余電路均設置于變槳系統內部，所述檢測單元、控制單元以及冗余電路之間的連接不經過風機機艙和輪轂之間的滑環通道。

一種風機變槳系統冗余安全收槳的控制方法，運用前面所述的控制系統，所述控制方法包括：

檢測單元用于對風機輪轂速度進行檢測并將信號傳送給控制單元，控制單元根據所述風機輪轂速度信號判斷風機輪轂是否超速，當風機輪轂超速則控制冗余電路閉合，所述冗余電路進而觸發變槳系統的后備電源收槳回路工作，其中所述冗余電路為常開。

進一步，所述檢測單元包括金屬擋塊和測速模塊，所述金屬擋塊安裝在風機機艙一側，所述測速模塊固定于輪轂上，隨輪轂轉動，通過檢測其自身發射的紅外線被金屬擋塊遮擋的情況實現對輪轂速度的檢測，并通過硬件信號接點將信號傳送給控制單元。