[发明专利]风力发电机组的变桨系统的控制方法和控制装置

说明书

公开了风力发电机组的变桨系统的控制方法和控制装置。所述控制方法包括：响应于确定变桨系统的器件的通信信号出现异常，确定所述器件的故障字是否指示存在故障；当确定故障字指示异常时，确定变桨系统是否处于调桨状态；当确定变桨系统处于调桨状态时，控制变桨系统进入冗余运行模式。

技术领域

本公开总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及风力发电机组的变桨系统的控制方法和控制装置。

背景技术

随着风力发电机组规模的逐渐扩大和机组安全保护的日趋完善，风力发电机组的运行的发电性能，即提高风力发电机的发电量和可利用率，受到了越来越多的重视。另一方面，在追求发电效益的同时，又要严格保证风力发电机组的安全性。

风力发电机组的主控系统是风机控制系统的主体，它实现自动启动、自动对风、自动调速、自动并网、自动脱网、自动解缆及自动记录与监控等重要控制、以及故障保护功能。主控系统对外的三个主要接口系统就是监控系统、变桨控制系统以及变频系统(变频器)。主控系统与监控系统接口完成风机实时数据及统计数据的交换，与变桨控制系统接口完成对叶片的控制，实现最大风能捕获以及恒速运行，与变频系统(变频器)接口实现对有功功率以及无功功率的自动调节。

风机的故障保护功能对风机的安全运行至关重要。故障保护功能是指由于风力发电机组的内部或外部发生故障，或监控的参数超过极限值而出现危险情况，或控制系统失效，风力发电机组不能保持在它的正常运行范围内，则启动安全保护系统，使风力发电机组收桨停机并维持在安全状态。故障保护功能分硬件保护功能和软件保护功能两种。

硬件保护功能主要是指安全链保护功能。安全链保护系统的动作独立于控制系统的可编程控制器，即使控制系统的可编程控制器发生故障，即软件保护功能失效时，也不会影响安全保护系统的正常工作。安全链保护包括叶轮超速保护，发电机超速保护，扭缆保护，振动保护，可编程控制器看门狗保护，机舱紧急停机，变流器柜紧急停机等。

软件保护功能依赖于可编程控制器的正常运行。保护指令的发出由控制系统软件实现。控制系统实时监测机组的运行状态，当有一项或多项运行参数超过设定值，或机组的运行状态超出了安全运行的条件，则机组停机。

目前，风力发电机组的软件故障保护多为单一故障保护，即风力发电机发生某一故障时，主控系统马上控制风机收桨停机，因此而造成一定的停机时间和发电量损失。风力发电机的主控系统的故障保护功能中，主要故障因素有：机组本身故障；线路松动、阵风引起的转速过高、由于风况导致的振动、采集的数据突变；电网故障；外部传感器故障；辅助执行机构故障等。

发明内容

本公开的一个方面在于提供一种风力发电机组的变桨系统的控制方法和一种风力发电机组的变桨系统的控制装置，所述控制方法和控制装置能够实现风力发电机组的容错运行，减少风力发电机组不必要的停机，并提高风电场的效益。

在一个总的方面，提供一种风力发电机组的变桨系统的控制方法，所述控制方法包括：响应于确定变桨系统的器件的通信信号出现异常，确定所述器件的故障字是否指示存在故障；当故障字指示异常无故障时，确定变桨系统是否处于调桨状态；当确定变桨系统处于调桨状态时，控制变桨系统进入冗余运行模式。

可选地，所述器件的通信信号是数字量信号。

可选地，通过与所述器件的通信信号不同的通信线路和/或通信机制获取所述器件的故障字。

可选地，确定变桨系统是否处于调桨状态的步骤包括：基于变桨系统当前的变桨速度和采集的与所述器件相关的模拟量信号，确定变桨系统是否处于调桨状态。

可选地，基于变桨系统当前的变桨速度和采集的与所述器件相关的模拟量信号，确定变桨系统是否处于调桨状态的步骤包括：当变桨系统当前的变桨速度不为零且当前采集的与所述器件相关的模拟量信号不为零时，确定变桨系统处于调桨状态。