[發明專利]一種風電機組葉片收槳位置鎖定控制方法及裝置

在審

• 申請號: 202110578833.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113187657A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 王旭昊;趙瑞杰;代興華;王海明;張聰;劉德林
• 申請（專利權）人: 許昌許繼風電科技有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D17/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 朱曉娟

本發明公開了一種風電機組葉片收槳位置鎖定控制方法及裝置，其中方法包括如下步驟：在葉片收槳時，檢測接近開關的電平信號；當接收到其上升沿電平信號時，控制葉片進行減速，并獲取葉片的變槳電機轉軸的第一轉動圈數檢測值；判斷第一轉動圈數檢測值是否等于第二轉動圈數檢測值；如第一轉動圈數檢測值小于第二轉動圈數檢測值，則控制變槳電機按照現有狀態繼續運行；如第一轉動圈數檢測值等于第二轉動圈數檢測值，則控制葉片的變槳電機停止運轉，以使葉片鎖定于最佳停止角度位置。通過在葉片到達接近開關位置檢測變槳電機轉軸的轉動圈數，來判斷葉片是否已位于最佳停止角度位置，提高了葉片收槳位置的準確性，提升機組停機狀態下安全性和可靠性。

技術領域

本發明涉及風力發電控制技術領域，特別涉及一種風電機組葉片收槳位置鎖定控制方法及裝置。

背景技術

大型水平軸風力發電機組一般配置有三只葉片(又稱槳葉)，每只葉片都配備有獨立的變槳系統(主要由變槳驅動器、變槳電機、傳動系統、后備電源等幾大部件組成)。變槳驅動器根據風機主控系統下發的控制指令(通過Canopen等通訊方式)來控制變槳電機朝著正向或反向轉動，而變槳電機又進一步通過傳動系統(減速器+變槳齒圈)來帶動葉片朝著收槳(90°方向)或開槳(0°方向)方向轉動。

在收槳完成之后，葉片的實際停止位置應當靠近但不能超出90°停機位置(如89.5°-89.9°范圍內，在下文中將這段位置區域稱為最佳停止位置)。如果收槳結束后葉片的最終停止位置遠未達到最佳停止位置，則葉片此時仍可能承受一定大小的風載，使位于三只葉片中心位置的輪轂仍然承受著一定的旋轉扭矩力，增大風機主軸剎車系統的工作負擔；但如果葉片的最終停止位置超過90°停機位置，則又會使位于輪轂內葉片根部位置的限位擋塊(防止葉片槳距角超過90°停機位置的剛性撞塊)相互撞擊給機組帶來機械震蕩，如果撞擊次數過多或力度過大甚至會引發輪轂結構出現裂紋或變形的風險。所以需要認真考慮如何確保葉片每次收槳后都能最終停止在最佳停止位置的問題。

在收槳過程中，為了控制葉片的最終停止位置到達最佳停止位置，避免撞擊限位擋塊，現有的技術方案如專利一種風電機組收槳系統及收槳方法(CN201310260229.4)所述,是在比較靠近停機位置處(如80°)安裝一個接近開關(也稱為限位開關)。當葉片槳距角小于接近開關安裝角度時，接近開關處于未觸發狀態輸出低電平；當槳距角大于或等于接近開關安裝角度時，接近開關處于觸發狀態輸出24V高電平。變槳系統在驅動葉片執行收槳的過程當中，當檢測到接近開關的輸出電平發生上升沿跳變(由低電平變為高電平)時就會知道此時的葉片槳距角已經比較接近90°停機位置了，變槳系統此時會開始控制葉片做勻減速運動，并讓葉片減速到0°/s時恰好運動到最佳停止位置。

由上述介紹可知，現有技術方案是在葉片觸發接近開關后,通過以設定的減速度參數a做勻減速運動的方式在收槳的最后階段來控制葉片的最終停止位置，當葉片減速到0°/s時走到哪里就只能最終停止在哪里，其本身只是一種開環控制。由于葉片的實際減速過程并不是在任何情況下都能嚴格等同于理論規劃減速過程，因此這種開環控制本身并非絕對可靠。當葉片實際減速過程慢于理論規劃減速過程時，會導致葉片限位擋塊相撞；當葉片實際減速過程快于理論規劃減速過程時，會導致葉片減速到0°/s時還未走到最佳停止位置。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種風電機組葉片收槳位置鎖定控制方法及裝置，通過在葉片到達接近開關位置檢測變槳電機轉軸的轉動圈數，并判斷轉動圈數是否達到預設轉動圈數，來判斷葉片是否已位于最佳停止角度位置，提高了葉片收槳位置的準確性，提升了機組處于停機狀態下的安全性和可靠性。

為解決上述技術問題，本發明實施例的第一方面提供了一種風電機組葉片收槳位置鎖定控制方法，包括如下步驟：

在風電機組的葉片進行收槳作業時，檢測接近開關發出的電平信號；

當接收到所述接近開關發出的上升沿電平信號時，控制所述葉片進行減速，并獲取所述葉片的變槳電機轉軸的第一轉動圈數檢測值；