[发明专利]一种集成化风力发电机组变桨系统

说明书

本发明涉及风力发电电气控制技术领域，具体的是一种基于集成化风力发电机组变桨系统，包括三个变桨控制柜、三个备用电源柜、滑环和集成化控制器；三个变桨控制柜依次相连，变桨控制柜通过滑环分别于集成化控制器和主控柜连接；每个变桨控制柜内部有一个智能IO设备，每个变桨控制柜与一个对应的备用电源柜相连，所述变桨控制柜内部的电机控制器连接相应的变桨电机，所述电机控制器通过控制变桨电机实现桨距角调节。变桨系统的控制在集成化控制器中进行，同时集成化控制器还负责主控和变流器的控制，集成化控制器能够全面掌握风电机组主控、变流和变桨系统的运行信息，能够全面、准确的判断机组的运行状况，有利于对变桨系统做出合理的控制。

技术领域

本发明涉及风力发电电气控制技术领域，具体的是一种基于集成化控制的风力发电机组变桨系统。

技术背景

风能是一种清洁的可再生资源，近年来风力发电技术飞速发展，风电装机容量迅速攀升。随着风电行业的不断发展和竞争的加剧，一方面要求风电机组成本不断下降，另一方面要求风电机组可靠性不断提高。变桨系统作为风电机组电控系统的重要子系统之一，其降本和可靠性要求越来越高。

风电机组电控系统主要包含主控、变桨和变流三个子系统。现行主流的控制方案中主控、变桨和变流器三大子系统都有独立的控制器，分别完成主控系统、变桨系统和变流系统各自的控制。其中主控系统通过现场总线（如CAN、PROFIBUS、RS485等）和变桨系统进行连接通信，实现主控系统和变桨系统的信号交互。

由于主控系统和变桨系统采用独立的控制器，主控系统只能通过现场总线获得变桨系统的部分信号，因此不能全面掌握变桨系统的运行状态，这会对主控系统的故障诊断功能带来局限性；主控系统与变桨系统通信需要有数据转换和解析等过程，占用各自控制器的总线周期，降低了系统的控制性能和可靠性；由于主控和变桨系统采用不同的控制器，如果两者基于不同的控制平台，对整机厂的后期维护带来了不便。

现有专利申请如：专利申请号为CN201610577603.7，申请日为2016.07.21，名称为“一种风力发电变桨控制系统”的发明专利，其技术方案如下：本发明涉及风力发电控制系统领域，尤其涉及一种风力发电变桨控制系统，包括若干台变桨柜、若干台变桨电机、若干个冗余编码器、若干个接近开关和若干个限位开关，其中，每台所述变桨柜安装有一集成驱动控制单元，所述集成驱动控制单元内集成有安全链继电器，所述若干台变桨柜通过各自的所述安全链继电器串联，并通过一滑环接入主控；每台所述变桨柜通过所述集成驱动控制单元与一台所述变桨电机、一个所述冗余编码器、一个所述接近开关和一个所述位置开关相连；每台所述变桨电机内置有旋转变压器和刹车器，且每台所述变桨电机通过一减速箱与一桨叶相连，所述集成驱动控制单元接收所述主控的控制命令，驱动所述变桨电机对所述桨叶执行变桨操作。上述发明没有提出变桨系统与主控系统的具体方式，变桨系统控制单独在变桨系统中完成，变桨系统与主控系统只是通过通信方式进行信号交互，交互性信号的实时性与数据量受到限制。

发明内容

为了解决现行主控系统与变桨系统采用独立控制器带来的一系列问题，本发明提出了一种基于集成化控制的风力发电机组变桨系统。

为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：

一种集成化风力发电机组变桨系统，其特征在于：包括三个变桨控制柜、三个备用电源柜、滑环和集成化控制器；三个变桨控制柜依次相连，变桨控制柜通过滑环分别于集成化控制器和主控柜连接；每个变桨控制柜内部有一个智能IO设备，每个变桨控制柜与一个对应的备用电源柜相连，所述变桨控制柜内部的电机控制器连接相应的变桨电机，所述电机控制器通过控制变桨电机实现桨距角调节。

所述备用电源柜为变桨控制柜提供备用动力电源，当通过滑环传输的动力电源出现故障时，备用电源柜内储能单元将向变桨控制柜提供动力电源，确保变桨的正常运行。备用电源柜内采用蓄电池或超级电容作为储能元件。