[發明專利]風電機組獨立變槳控制方法和變槳綜合監控方法及系統

有效

• 申請號: 202010974000.7
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112065659B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 張興;袁凌;汪正軍;董健;王峰;劉金鹿
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D80/40
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱麗華

本發明公開了一種風電機組獨立變槳控制方法，方法為：實時監測風電機組變槳電機的電流信息，根據檢測到的電流信息，結合槳葉位置狀態、葉輪位置狀態和風機運行狀態信息，計算得到單個槳葉的載荷數據；由風電機組主控制器根據得到的單個槳葉的載荷數據，向變槳驅動器發送指令，使其控制單個槳葉完成獨立變槳動作。還公開風電機組獨立變槳綜合監控方法及系統。本發明利用實時采集變槳電機電驅動電流的情況，結合葉輪及槳葉相對位置信息進行載荷計算，具備對單個槳葉進行電機載荷監測識別的功能，便于精準實現槳葉的獨立變槳控制，降低機組載荷，提高機組效率。本發明還具備槳葉損傷診斷、槳葉結冰監測、風機超速保護、風機振動監測及環境監測功能。

技術領域

本發明涉及風電技術領域，特別是涉及一種風電機組獨立變槳控制方法和變槳綜合監控方法及系統。

背景技術

變槳系統是風電機組重要的組成部分，其是風電機組能量輸入的“調節開關”，其性能直接影響風電機組的安全性能。隨著風電機組的大型化，槳葉和載荷越來越大對于變槳系統的安全性能提出更高的要求。對低風速風電機組變槳系統及相關的部件狀態進行全面綜合監測，是確保風機安全、提升發電量的關鍵舉措。現有的變槳系統功能單一，不能進行全面的綜合監測。

還有，傳統的獨立變槳系統(IPC)需要知道槳葉在不同情況下的受力情況，采取的方法為：在葉根安裝葉片應力測量設備來進行葉片載荷的實時監測，該方法存在設備費用高，應力傳感器壽命短，維護困難等問題。

由此可見，上述現有的獨立變槳系統在結構、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種新的風電機組獨立變槳控制方法和變槳綜合監控方法及系統，使其能簡單方便、成本低的實現變槳系統的獨立變槳控制，并能實現槳葉損傷、槳葉結冰、輪轂超速、振動保護、輪轂環境監測等方面的綜合監測，較大程度的彌補了目前的變槳孤立控制的不足。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種風電機組獨立變槳控制方法，使其能簡單方便的實現變槳系統的獨立變槳控制，且不受應力傳感器費用和壽命的影響，快捷可靠、成本低，從而克服現有的變槳系統的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種風電機組獨立變槳控制方法，所述控制方法為：實時監測風電機組變槳電機的電流信息，根據檢測到的電流信息，結合槳葉位置狀態、葉輪位置狀態和風機運行狀態信息，計算得到單個槳葉的載荷數據；由風電機組主控制器根據得到的單個槳葉的載荷數據，向變槳驅動器發送指令，使其控制所述單個槳葉完成獨立變槳動作。

進一步改進，所述的計算單個槳葉載荷數據的方法為：建立機電耦合方程和構建仿真模型，并在所述仿真模型中加載不同類型的載荷，得出不同類型載荷狀態下的電機電流時域和頻域變化規律，得到不同類型載荷與電機電流的對應關系，再利用電流反解方法得出所述單個槳葉的載荷數據。

本發明還提供一種風電機組變槳綜合監控方法，使其能實現槳葉損傷、槳葉結冰、輪轂超速、振動保護、輪轂環境監測等方面的綜合監測，較大程度的彌補了目前的變槳孤立控制的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種風電機組變槳綜合監控方法，所述變槳綜合監控方法為根據上述的風電機組獨立變槳控制方法，對低風速風電機組的三個槳葉進行獨立變槳控制。

進一步改進，還包括槳葉損傷診斷方法，所述槳葉損傷診斷方法為：根據所述風電機組獨立變槳控制方法中計算得到的單個槳葉的載荷數據，計算得出所述槳葉的應力情況，再將得到的所述槳葉應力情況與所述槳葉初始設計載荷數據及原始載荷標定數據進行對比，判斷所述槳葉是否為正常狀態，若否，判定所述槳葉處于損傷狀態。

進一步改進，還包括槳葉結冰監測方法，所述槳葉結冰監測方法為：根據所述風電機組獨立變槳控制方法中計算得到的單個槳葉的載荷數據，計算得出所述槳葉的應力情況，再將得到的所述槳葉應力情況與結冰時刻所述槳葉的載荷數據進行對比，判斷所述槳葉是否處于結冰狀態。