[發(fā)明專利]基于風(fēng)電機(jī)組電液壓變槳距控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011020322.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112112758A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高曉徽;徐春建;吳海濤;孫博霖;劉冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐錫林郭勒風(fēng)力發(fā)電有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F03D7/02
• 分類號(hào): F03D7/02;F03D9/25;F03D15/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

1.一種基于風(fēng)電機(jī)組電液壓變槳距控制系統(tǒng)，其組成包括：雙饋異步發(fā)電機(jī)、變槳缸，其特征是：所述的雙饋異步發(fā)電機(jī)分別與變換器、勵(lì)磁控制器、電網(wǎng)連接，所述的勵(lì)磁控制器分別與變槳距控制器、主控制器、所述的變換器連接，所述的主控制器與所述的變槳距控制器、人機(jī)操作界面、計(jì)算機(jī)連接，所述的雙饋異步發(fā)電機(jī)通過高速軸與增速齒輪箱連接，所述的增速齒輪箱通過低速軸與風(fēng)輪連接，所述的變換器與所述的電網(wǎng)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)電機(jī)組電液壓變槳距控制系統(tǒng)，其特征是：所述的變槳缸有桿腔通過管路分別與電磁閥C、比例閥連接，所述的比例閥分別通過管路與電磁閥B、單向閥C、單向閥B連接，所述的電磁閥B分別連接所述的變槳缸無桿腔、電磁閥A，所述的電磁閥A分別連接壓力傳感器A、儲(chǔ)壓罐A，所述的儲(chǔ)壓罐A連接單向閥A，所述的單向閥A分別與溢流閥、單向節(jié)流閥連接，所述的單向節(jié)流閥連接油泵，所述的油泵與油泵電機(jī)連接，所述的單向閥B分別與壓力傳感器B、儲(chǔ)壓罐B連接，所述的單向閥C、所述的油泵通過管路與液壓油箱連接。

3.一種權(quán)利要求1-2之一所述的基于風(fēng)電機(jī)組電液壓變槳距控制系統(tǒng)及控制方法，其特征是：該方法包括如下步驟：

首先主控制器控制內(nèi)容包括：計(jì)算風(fēng)速、偏航優(yōu)化、功率預(yù)測(cè)、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)時(shí)鐘、負(fù)載統(tǒng)計(jì)、故障記錄；

當(dāng)風(fēng)速高于起動(dòng)風(fēng)速時(shí)主控制器通過模擬輸出單元向比例閥輸出1.8V電壓，使葉片以0.9°/s的速度變化到15°，若發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于800r/min或者轉(zhuǎn)速持續(xù)一分鐘大于700r/min，則槳葉繼續(xù)進(jìn)槳到3°位置，主控制器檢測(cè)到高速計(jì)數(shù)單元的轉(zhuǎn)速信號(hào)大于1000r/min時(shí)發(fā)出并網(wǎng)指令，若槳距角在到達(dá)3°后2分鐘未并網(wǎng)則由模擬輸出單元給比例閥輸出-4.1V電壓，使槳距角退到15°位置；

當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，變槳距液壓缸動(dòng)作，推動(dòng)葉片向槳距角增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)使葉片吸收的風(fēng)能減少，維持風(fēng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)；當(dāng)風(fēng)速減小時(shí)，實(shí)行相反操作，實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪吸收的功率能基本保持恒定；在發(fā)動(dòng)機(jī)并入電網(wǎng)之前由速度控制器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)進(jìn)行變槳距控制，根據(jù)轉(zhuǎn)速及風(fēng)速信號(hào)來確定槳葉處于待機(jī)或順槳位置，發(fā)動(dòng)機(jī)并入電網(wǎng)之后，功率控制器起作用，功率調(diào)節(jié)器通常采用PI控制，功率誤差信號(hào)經(jīng)過PI運(yùn)算后得到槳距角位置；

當(dāng)風(fēng)力機(jī)在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，槳距角處于90°的位置，這時(shí)氣流對(duì)槳葉不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，當(dāng)風(fēng)力機(jī)由停機(jī)狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)時(shí)，槳距角由90°以速度1°/s減小到待機(jī)角度為15°，若風(fēng)速達(dá)到并網(wǎng)風(fēng)速，槳距角繼續(xù)減小到3°，發(fā)電機(jī)并上電網(wǎng)后，當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)，使槳距角保持在3°不變，當(dāng)風(fēng)速高于額定風(fēng)速時(shí)，根據(jù)功率反饋信號(hào)，控制器向比例閥輸出-10V－+10V電壓，控制比例閥輸出流量的方向和大小，變槳距液壓缸按比例閥輸出的流量和方向來操縱葉片的槳距角，使輸出功率維持在額定功率附近，若出現(xiàn)故障或有停機(jī)命令時(shí)，控制器將輸出迅速順槳命令，使得風(fēng)力機(jī)能快速停機(jī)，順槳速度為20°/s；

當(dāng)滿足風(fēng)力機(jī)起動(dòng)條件時(shí)，主控制器發(fā)出指令使葉片槳距角從90°勻速減小，當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后PLC根據(jù)反饋的功率進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，在額定風(fēng)速之下保持較高的風(fēng)能吸收系數(shù)，通過調(diào)整槳距角使輸出功率保持在額定功率上，在有故障停機(jī)或急停信號(hào)時(shí)，主控制器控制電磁閥A和電磁閥C打開，電磁閥B關(guān)閉，儲(chǔ)壓罐1中的液壓油迅速進(jìn)入變槳缸，使得葉片迅速變到槳距角為90°的位置。