[發明專利]一種風力發電機組偏航控制系統啟停控制方法

在審

• 申請號: 202011135940.3
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112253389A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 謝敬朗;趙勝武;黃學靜;劉海林;張成萬;孫培云
• 申請（專利權）人: 重慶華昭電氣設備有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D7/04
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬建

本發明涉及風力發電技術領域，具體涉及一種風力發電機組偏航控制系統啟停控制方法，包括啟動控制方法和停機控制方法，S1、先釋放偏航電機電磁剎車；S2、偏航變頻器控制偏航電機以較低轉速啟動；S3、消隙完成后，偏航變頻器控制偏航電機處于零速保持狀態，并持續提供電磁維持力；S4、偏航系統液壓剎車全釋放；S5、所有偏航電機按照設定的加速曲線加速啟動；T1、所有偏航電機按照設定的減速曲線減速停機；T2、減速至零后，偏航變頻器控制偏航電機處于零速保持狀態，并持續提供電磁維持力；T3、投入偏航系統液壓剎車；T4、再投入偏航電機電磁剎車。本發明可減少對輪齒的機械沖擊和機組振動。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種風力發電機組偏航控制系統啟停控制方法。

背景技術

現有技術中，涉及偏航啟停控制方法包括傳統的液壓剎車直接釋放和投入、電機啟停曲線優化以及施加阻尼保持力矩，該系統在啟停時無法適應大風擾動，且存在對機械結構沖擊大、液壓剎車片磨損、偏航噪音大等問題，專利申請號CN201910423933.4公開了一種風力發電機組偏航啟停控制方法，包括：獲取偏航啟動或偏航停止的信息；使偏航電機的轉速-時間圖像按照加速S形曲線加速至額定轉速或按照減速S形曲線減速至零、并同時對偏航液壓阻力進行控制。該發明所提供的偏航電機按照S形曲線進行加速或減速、對偏航液壓阻力的控制，使偏航電機轉速在變化的過程中，加速度處于不斷的變化狀態，避免轉速的快速變化而產生沖擊，使偏航電機轉速的變化更加柔和，加速至額定轉速和減速至零的偏航啟停過程更加平穩，降低了偏航電機轉速加減速過程中的沖擊，從而減小了機艙的振動，針對電機的啟停曲線進行優化控制，能一定程度上減少電機在啟停時的機械沖擊和振動，但未對電機與液壓剎車的配合方面進行研究以實現更優化；申請號CN201510065193.3公開了一種基于變頻器有效阻尼的控制偏航系統及偏航方法，屬于風力發電技術領域，所述偏航系統包括主控控制器、至少一組偏航電機、與偏航電機分別連接的變頻器、剎車系統、位置編碼器、解纜保護器，所述一組偏航電機為4個，其中3個為偏航驅動電機，1個在啟動和停止過程中為偏航阻尼電機，各變頻器分別獨立驅動各個偏航電機，1個位置編碼器和1個解纜保護器分別安裝在偏航齒圈上，各變頻器、解纜保護器、位置編碼器分別連接主控制器。在偏航系統開始啟動的階段，偏航驅動電機扭矩從零逐漸加大，偏航阻尼電機提供反向扭矩，扭矩從零逐漸增大，順時針方向與逆時針方向所受扭矩基本一致，風機機艙保持靜止，此時，偏航液壓剎車釋放，在偏航過程中阻尼電機被驅動電機帶向相反的方向旋轉處于發電狀態，當驅動電機扭矩增加到恒定值后，阻尼電機的反向扭矩逐漸減小到零；當阻尼電機和驅動電機力矩值基本一致時，風機機艙保持靜止；啟動偏航液壓剎車，阻尼電機和驅動電機力矩逐漸減小到零，偏航過程結束，該發明采用變頻器驅動偏航電機可以實現偏航系統的軟啟動、軟停止，減少啟動電流對電機的沖擊，并使風機運行平穩，延長電機壽命，減少風機振動帶來的損害，通過偏航電機和阻尼電機施加反向扭矩保持機艙靜止后液壓剎車釋放和投入使風機運行平穩，但在啟動時電機對輪齒仍存在沖擊，損害齒輪壽命。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種風力發電機組偏航控制系統啟停控制方法，采用電機剎車配合的方式，可解決傳統偏航系統啟停時對機械結構沖擊大、液壓剎車片磨損、偏航噪音大等問題，還能解決新型電磁阻尼偏航控制系統啟停過程存在的“真空期”問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種風力發電機組偏航控制系統啟停控制方法，適用于至少一個偏航變頻器以及至少兩個偏航電機的偏航系統，包括啟動控制方法和停機控制方法，所述啟動控制方法包括如下步驟：

S1、當偏航系統接收到主控制器的啟動命令后，先釋放偏航電機電磁剎車，

S2、偏航變頻器控制偏航電機以較低轉速啟動，往要求的偏航方向運行；

S3、消隙完成后，偏航變頻器控制偏航電機處于零速保持狀態，并持續提供電磁維持力；

S4、偏航系統液壓剎車全釋放；