[发明专利]风力发电机组的解缆控制方法和装置

说明书

本发明提供一种风力发电机组的解缆控制方法和装置，该解缆控制方法包括：确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。采用本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法和装置，能够确保风力发电机组在运行过程中的动力电缆安全。

技术领域

本发明总体说来涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的解缆控制方法和装置。

背景技术

现代大型风力发电机组一般具有偏航对风系统，其作用是使风力发电机组正对叶轮前方自由来流风向，使叶片最大程度吸收风能，当风向发生变化时，风向测量传感器(例如，风向标)将实时感知风向变化，并将风向信号实时传入风力发电机组的控制系统，根据其内嵌的偏航控制策略，确定风力发电机组是否需要偏航以及朝哪个方向偏航。

此外，现代大型风力发电机组的发电机部分位于机舱，三相动力电缆一般沿着塔筒与变流器及风力发电机组的外部箱式变压器连接，将变流器整流后的电输送至电网。因此，当风力发电机组偏航时，偏航系统通过偏航电机驱动偏航轴承，带动机舱以及与之连接的叶轮旋转使之正对风。由于风向变化的随机性和易变性，风力发电机组根据风向的变化，需要经常触发偏航系统对风，风力发电机组在偏航过程中，不可避免对动力电缆产生扭缆作用，即动力电缆被扭转一定的角度，扭缆角度过大可能会对风力发电机组的安全运行造成影响。因此，在一定的条件下，风力发电机组的动力电缆需要解缆，风力发电机组的偏航系统驱动机舱朝与动力电缆的扭缆角度的相反方向转动，以降低风力发电机组动力电缆的扭缆角度，从而保护动力电缆。

但在实际运行过程中，风力发电机组的解缆动作不能太过频繁，由于风力发电机组解缆时需要停机，同时偏航速率一般较慢(通常为0.2～0.4度/秒)，解缆一般耗费时间较长，如果此时风力发电机组处于发电状态，那么解缆过程会导致风力发电机组损失发电量。此外，风力发电机组的解缆也不能太过迟钝，太过迟钝可能导致风力发电机组的动力电缆扭缆角度在一定的工况条件下过大，可能危害风力发电机组的安全运行。

基于上述原因，在风力发电机组设计过程中，动力电缆扭缆至少具有两层保护系统，一层是软件保护系统。一般来说，在动力电缆扭缆保护中设定一扭缆角度阈值，当扭缆角度高于该扭缆角度阈值、且风力发电机组处于小风停机状态时，风力发电机组启动自动解缆动作，或者当扭缆角度高于该扭缆角度阈值时，无论风力发电机组此时处于何种运行状态，均启动自动解缆动作。另一层是硬件保护系统，通过在机舱中安装扭缆开关，从硬件上设定一个扭缆角度保护值，并将该扭缆开关串联在整机的硬件安全链系统中，当扭缆开关触发后，将导致整机安全链断开，风力发电机组执行紧急停机动作，此时需要手动解缆并复位扭缆开关。

但是上述扭缆保护策略存在以下不足：

对于软件扭缆保护方式，在实际运行过程中，其解缆触发条件有时难以满足，风力发电机组将处于持续扭缆状态，风向的变化可能导致风力发电机组的扭缆角度持续增大，扭缆角度长时间处于一个较大的角度可能对动力电缆产生一定影响，甚至可能会影响风力发电机组的安全运行。

当风力发电机组无法实现小风自动解缆时，风向的变化可能导致动力电缆的扭缆角度持续增大，直至触发强制解缆，根据设计，风力发电机组解缆过程中必须停机。由于风力发电机组的解缆速率很小，因此解缆时间可能比较长，解缆过程中风力发电机组将损失较大的发电量。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风力发电机组的解缆控制方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。

在一个总体方面，提供一种风力发电机组的解缆控制方法，包括：确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。