[發明專利]基于風電機組電液壓變槳距控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011020322.4
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112112758A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 高曉徽;徐春建;吳海濤;孫博霖;劉冰
• 申請（專利權）人: 大唐錫林郭勒風力發電有限責任公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D9/25;F03D15/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

基于風電機組電液壓變槳距控制系統及控制方法。隨著變槳距風力機的廣泛應用，致力于通過控制槳距角使輸出功率平穩、減小轉矩振蕩、減小機艙振蕩等技術研究亟待解決。本發明其組成包括：雙饋異步發電機（3）、變槳缸（15），所述的雙饋異步發電機分別與變換器（4）、勵磁控制器（5）、電網（10）連接，所述的勵磁控制器分別與變槳距控制器（9）、主控制器（8）、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、人機操作界面（6）、計算機（7）連接，所述的雙饋異步發電機通過高速軸與增速齒輪箱（2）連接，所述的增速齒輪箱通過低速軸與風輪連接，所述的變換器與所述的電網連接。本發明用于基于風電機組電液壓變槳距控制系統。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，具體涉及一種基于風電機組電液壓變槳距控制系統及控制方法。

背景技術

變槳距控制技術關系到風力發電機組的安全可靠運行，影響風力機的使用壽命，隨著變槳距風力機的廣泛應用，致力于通過控制槳距角使輸出功率平穩、減小轉矩振蕩、減小機艙振蕩等技術的研究亟待解決；

目前風力發電機向著大型化的方向發展，變槳距控制技術已經成為風力發電的關鍵技術之一，研制電動變槳距系統實現大型風力機電動變槳距控制技術國產化、產業化的要求十分迫切，掌握電動變槳距控制技術將提高我國風電關鍵技術的研制能力，降低風力發電的成本；對加快擁有自主知識產權的風電設備研制，大力發展風電事業具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于風電機組電液壓變槳距控制系統及控制方法，采用液壓變槳距執行機構和電動變槳距執行機構控制，并通過電動機來實現，其結構緊湊、控制靈活、可靠，受到大多數整機廠家的青睞，市場前景十分廣闊。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于風電機組電液壓變槳距控制系統，其組成包括：雙饋異步發電機3、變槳缸15，所述的雙饋異步發電機分別與變換器、勵磁控制器、電網連接，所述的勵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、人機操作界面、計算機連接，所述的雙饋異步發電機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輪連接，所述的變換器與所述的電網連接。

所述的基于風電機組電液壓變槳距控制系統，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、儲壓罐A，所述的儲壓罐A連接單向閥A，所述的單向閥A分別與溢流閥、單向節流閥連接，所述的單向節流閥連接油泵，所述的油泵與油泵電機連接，所述的單向閥B分別與壓力傳感器B、儲壓罐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。

一種基于風電機組電液壓變槳距控制系統及控制方法，該方法包括如下步驟：首先主控制器控制內容包括：計算風速、偏航優化、功率預測、系統保護、系統時鐘、負載統計、故障記錄；

當風速高于起動風速時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°，若發電機的轉速大于800r/min或者轉速持續一分鐘大于700r/min，則槳葉繼續進槳到3°位置，主控制器檢測到高速計數單元的轉速信號大于1000r/min時發出并網指令，若槳距角在到達3°后2分鐘未并網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；

當風速增大時，變槳距液壓缸動作，推動葉片向槳距角增大的方向轉動使葉片吸收的風能減少，維持風輪運轉在額定轉速范圍內；當風速減小時，實行相反操作，實現風輪吸收的功率能基本保持恒定；在發動機并入電網之前由速度控制器根據發動機的轉速反饋信號進行變槳距控制，根據轉速及風速信號來確定槳葉處于待機或順槳位置，發動機并入電網之后，功率控制器起作用，功率調節器通常采用PI控制，功率誤差信號經過PI運算后得到槳距角位置；