[实用新型]一种风力发电机组分级偏航控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可再生能源领域，特别是关于一种风力发电机组分级偏航控制装置。

背景技术

风力发电机组的风轮受风力驱动传动链上的齿轮箱和发电机，将风能转化为电能。机组偏航系统的主要功能是机头正对风向，风轮正面迎风，此时捕获的能量能最大。风电行业常用做法是设定一个对风误差，当机舱位置和风向的夹角到达一定数值时，启动偏航实时跟踪变化的对风功能。然而由于偏航速度慢、风向随机变化、测量误差等原因，机舱位置(机头)和风向不可避免的存在一定的夹角。由于该夹角的存在，机组不能捕获最大风能，将带来某种程度的发电量损失，当机舱位置和风向达到10°时，功率损失约为5％。因此，减少对风误差是一个发电量的直接而有效的途径。

由于机舱需要根据风向变化不停地对风，以使机头正对风向使风能捕获最大。当机舱旋转的时候，风电机组的塔筒是固定不动的，当机舱旋转达到一定角度，则引起塔筒内的电缆扭缆，将挑战塔筒的电缆的耐扭缆属性。工业中常用做法是通过增加导电滑环的方法，来解决电缆扭缆的问题，如风轮相对机舱旋转由此造成的扭缆问题，通常通过滑环来解决扭缆问题；由于风向短时间不会突变，偏航扭缆次数不像风轮扭缆那么频繁，因此风电行业中通常用解缆的方法解决扭缆的问题。当塔筒电缆扭缆到一定程度，执行机组停机偏航解缆动作，机组通过停机，利用偏航系统旋转机舱将塔筒内电缆恢复至原来的顺直状态的过程称为解缆。然而由于偏航速度很慢，通常为0.3～0.5°/s，偏航一圈约12～20min，若在大风期间频繁停机解缆，将引起较大的发电量损失。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种风力发电机组分级偏航控制装置，该装置能减少机组大风期间由于解缆而导致的停机时间，有效避免损失发电量。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种风力发电机组分级偏航控制装置，其特征在于：该装置包括风速采集模块、角度采集模块、比较器、第一控制器和第二控制器；所述风速采集模块将采集到的轮毂风速信息传输至所述比较器，与所述比较器内预置的风速阈值进行比较，并将比较结果传输至所述第一控制器；所述第一控制器根据接收到的风速比较结果控制机舱偏航旋转；所述角度采集模块将采集到的塔筒内的扭缆角度信息传输至所述比较器，与预置在所述比较器内的扭缆角度阈值进行比较，并将比较结果传输至所述第二控制器，所述第二控制器根据接收到的角度比较结果控制扭缆进行解缆。

进一步，所述风速采集模块采用风速传感器。

进一步，所述角度采集模块一对电感式接近开关。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型能使得机组大风期间偏航误差尽可能小。2、本实用新型充分利用电缆的耐扭特性，采用第二控制器控制偏航系统进行解缆，进而减少机组大风期间由于解缆而导致的停机时间。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型提供一种风力发电机组分级偏航控制装置，其包括风速采集模块、角度采集模块、比较器、第一控制器和第二控制器。风速采集模块将采集到的轮毂风速信息传输至比较器，与比较器内预置的风速阈值进行比较，并将比较结果传输至第一控制器；第一控制器根据接收到的风速比较结果控制机舱偏航旋转，使风轮平面与风向垂直，捕获最大风能。由于机舱旋转而造成的塔筒内电缆发生扭缆，由角度采集模块将采集到塔筒内扭缆角度信息传输至比较器，与预置在比较器内的扭缆角度阈值进行比较，并将比较结果传输至第二控制器，第二控制器根据接收到的角度比较结果控制扭缆进行解缆。

上述实施例中，风速采集模块采用风速传感器，角度采集模块采用一对电感式接近开关。

综上所述，本实用新型在使用时，利用第一控制器使得机组大风期间偏航误差尽可能小。并充分利用电缆的耐扭特性，采用第二控制器对扭缆进行解缆，进而减少机组大风期间由于解缆而导致的停机时间。本实用新型应用广泛、实用性较强、可以广泛应用于风电行业中。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。