[發明專利]一種風力發電機組偏航系統及方法

在審

• 申請號: 202011552113.4
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112610408A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 任華彬;劉世洪;彭小迪;余業祥;李玉霞;羅婧
• 申請（專利權）人: 東方電氣風電有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

1.一種風力發電機組偏航系統，其特征在于，包括多個偏航電機及其位置反饋傳感器、偏航驅動柜和風機控制系統，所述偏航驅動柜連接至所述風機控制系統，根據所述風機控制系統發出的控制指令確定風機偏航的方向、啟動或停止所述偏航電機，并基于風力大小設置每個偏航電機的初始驅動力大小及方向，所述偏航電機及其位置反饋傳感器連接至所述偏航驅動柜，所述位置反饋傳感器實時監測每一個偏航電機實際輸出驅動力大小及偏航電機速度，并將其反饋至所述風機偏航驅動柜，風機偏航驅動柜基于該反饋信號，實時動態調整偏航運行過程及偏航停止過程中每個偏航電機的驅動力大小及方向。

2.根據權利要求1所述的風力發電機組偏航系統，其特征在于，還包括液壓系統、連接至所述風機控制系統，用于在所有偏航電機停止后、進行系統制動；每個偏航電機上均設置有電氣剎車系統、連接至所述風機控制系統。

3.根據權利要求1所述的風力發電機組偏航系統，其特征在于，所述風機控制系統包括可編程控制器、配電開關、通訊模塊和I/O模塊；其中，所述可編程控制器控制風機偏航系統的啟動、停止及系統的保護；所述配電開關和所述偏航驅動柜連接，為所述偏航驅動柜提供動力電源；所述通訊模塊和所述偏航驅動柜連接，實現所述風機控制系統和所述偏航驅動柜之間的信號交互；所述I/O模塊和所述液壓系統、偏航電機電氣剎車系統連接，實現所述液壓系統和偏航電機電氣剎車系統的控制。

4.根據權利要求1所述的風力發電機組偏航系統，其特征在于，所述偏航驅動柜包括供電開關、開關電源、運動控制器和伺服驅動器；其中，所述供電開關和所述伺服驅動器連接，為所述伺服驅動器提供動力電源；所述開關電源和所述運動控制器及所述伺服驅動器連接，為所述運動控制器及所述伺服驅動器提供工作電源；所述運動控制器和所述伺服驅動器連接，根據所述運動控制器指令實時動態調整所述伺服驅動器驅動力大小及方向；所述伺服驅動器和所述偏航電機連接，驅動偏航電機。

5.根據權利要求1所述的風力發電機組偏航系統，其特征在于，所述位置反饋傳感器為旋轉變壓器或編碼器。

6.一種風力發電機組偏航方法，其特征在于，偏航過程中，風機控制系統發出控制指令，控制偏航驅動柜啟動或停止所述偏航電機，并基于風力大小設置每個偏航電機的初始驅動力大小及方向；位置反饋傳感器實時監測每一個偏航電機的實際輸出驅動力大小及偏航電機速度，并將其反饋至所述風機偏航驅動柜，風機偏航驅動柜基于該反饋信號，實時動態調整偏航運行過程及偏航停止過程中每個偏航電機驅動力大小及方向。

7.根據權利要求6所述的風力發電機組偏航方法，其特征在于，偏航啟動前，風機控制系統控制液壓系統的剎車保持投入，控制偏航電機電氣剎車松開。

8.根據權利要求6所述的風力發電機組偏航方法，其特征在于，偏航啟動中，偏航驅動柜的運動控制器根據風機控制系統提供的啟動指令啟動偏航電機，運動控制器根據風機控制系統提供的風速大小和每個偏航電機的位置反饋傳感器反饋的電機實際驅動力大小及電機速度，采用齒隙補償算法控制每個偏航電機驅動力大小及方向，通過偏航電機提供的力矩保持風力發電機組機頭位置保持不動，風機控制系統控制液壓系統的剎車松開。

9.根據權利要求6所述的風力發電機組偏航方法，其特征在于，偏航運行時，偏航驅動柜的運動控制器根據每個偏航電機的位置反饋傳感器反饋的電機實際驅動力大小及電機速度，實時動態調整偏航運行過程中每個偏航電機驅動力大小及方向，通過偏航電機提供的力矩阻尼實現勻速偏航的目的，同時在偏航過程中實時監測每個偏航電機實際驅動力大小，當力矩超過極限值時運動控制器主動停止偏航電機，同時通過風機控制系統控制液壓系統剎車和偏航電機電氣剎車投入，待極限風況過去后，風機控制系統再次啟動偏航系統。

10.根據權利要求6所述的風力發電機組偏航方法，其特征在于，偏航結束時，偏航驅動柜的運動控制器根據每個偏航電機的位置反饋傳感器反饋的電機實際驅動力大小及電機速度，實時動態調整偏航停止過程中每個偏航電機驅動力大小及方向，通過不同偏航電機提供的驅動和阻尼力矩保持風力發電機組機頭位置保持不動，風機控制系統控制液壓系統剎車和偏航電機電氣剎車同時投入。