[發明專利]一種保護塔筒扭轉的控制方法

有效

• 申請號: 202011387934.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112523942B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 汪航;劉杰;雷春宇;周冬冬;孫寶會;代思維
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D17/00;F03D7/04
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 安莉

本發明提供一種保護塔筒扭轉的控制方法，包括以下步驟：檢測機艙前、后方向的加速度值；根據加速度值計算塔筒的扭轉弧度值；根據扭轉弧度值，按照保護塔筒扭轉控制策略對風力發電機組進行保護控制；保護塔筒扭轉控制策略設置有第一閾值、第二閾值，兩個閾值結合扭轉弧度值分區域，采用對發電機降轉速或以固定轉速斜率停機的方式，對風力發電機組進行保護控制。本發明可以解決風力發電機組在偏航過程中因塔筒扭轉振動過大而對塔筒造成破壞的技術問題。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，具體涉及一種保護塔筒扭轉的控制方法。

背景技術

水平軸風力發電機組的機械結構主要由塔筒、機艙、輪轂組成。在風力發電機組的運行過程中，由于風的多變性以及塔筒自身結構、剛度和阻尼的綜合條件影響，會引起塔筒結構的振動。塔筒振動引起的故障也是風力發電機組運行過程中最重要、最常見的故障之一，塔筒振動會導致塔筒結構的變形、附加應力、結構強度變化等，從而影響風力發電機組的壽命，嚴重時將導致風力發電機組倒塌。因此，對風力發電機組的塔筒振動監測保護研究有著重要的現實意義。

風力發電機組塔筒的振動主要有三種形式，分別為前后彎曲振動、左右彎曲振動以及扭轉振動，目前，風力發電機組通常只監測了前后彎曲振動、左右彎曲振動，未對扭轉振動進行監測；僅在有特殊測試需求時，使用應力貼片或三軸傳感器的方式對扭轉振動進行監測，只作為數據收集使用。風力發電機組也沒有設置對于塔筒扭轉振動相應的控制保護策略，可能會出現風力發電機組在偏航過程中，因塔筒扭轉振動過大而造成的對塔筒造成破壞。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提出一種保護塔筒扭轉的控制方法，以解決現有技術中存在的風力發電機組在偏航過程中因塔筒扭轉振動過大而對塔筒造成破壞的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

第一方面，提供了一種保護塔筒扭轉的控制方法，包括以下步驟：

檢測機艙前、后方向的加速度值；

根據加速度值計算塔筒的扭轉弧度值；

根據扭轉弧度值，按照保護塔筒扭轉控制策略對風力發電機組進行保護控制。

進一步的，使用單軸加速度傳感器檢測機艙前、后方向的加速度值。

進一步的，單軸加速度傳感器為2個，在機艙平臺上以塔筒中心為基準對稱安裝。

進一步的，按照以下公式計算塔筒的扭轉弧度值：

在上式中，psi表示塔筒扭轉弧度值，J表示塔筒頂部轉動慣量，C表示塔筒扭轉剛度，az1表示加速度傳感器1檢測的機艙第一前、后方向加速度值，az2表示加速度傳感器2檢測的機艙第二前、后方向加速度值，R1表示加速度傳感器1與塔筒第一軸心距離，R2表示加速度傳感器2與塔筒第二軸心距離。

進一步的，保護塔筒扭轉控制策略具體如下：

當塔筒扭轉弧度值小于或等于第一閾值時時，風力發電機組繼續正常運行；

當塔筒扭轉弧度值大于第一閾值、小于或等于第二閾值時，主控系統報出警告，減小槳葉角度，控制發電機轉速下降直至低于同步轉速，控制發電機轉矩控制模式調整為追蹤風能吸收控制模式；

當當塔筒扭轉弧度值大于第二閾值時，主控系統報出故障，禁止槳葉進行超出預設角度的收槳動作，控制發電機轉速按固定斜率下降直至發電機停機，禁止任何方向的偏航動作。

進一步的，第一閾值為塔筒扭轉極限載荷的25％～35％，第二閾值為塔筒扭轉極限載荷的45～55％。

第二方面，提供了一種電子設備，包括：

一個或多個處理器；