[发明专利]风力发电机组的控制方法和设备

说明书

提供一种风力发电机组的控制方法和设备。所述方法包括：检测风力发电机组的变桨系统是否发生故障；当检测到变桨系统的变桨驱动器发生故障时，确定刹车控制回路是否正常工作；当确定刹车控制回路正常工作时，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度；响应于桨距角变化到安全角度，固定叶片的位置使得桨距角不再变化。根据本发明构思的风力发电机组的控制方法和设备可能够在变桨系统出现故障的情况下，提供一种安全收桨方法，同时更简便、快捷地判断叶片的受力方向，有效减小叶片转动速度过快而导致的刹车阀抱闸时的摩擦和振动，保护风力发电机组的机械部件的安全。

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组的控制方法和设备，更具体地讲，涉及一种能够在变桨系统出现故障的情况下实现叶片位置的安全保护的风力发电机组的控制方法和设备。

背景技术

变桨系统的一个主要功能是担当风力发电机组的主刹车系统功能，从而保证风力机组安全稳定运行。然而，在风力发电机组运行过程中，变桨系统的驱动器、变桨电机或后备电源都有可能发生故障，而这种故障，很可能导致风力发电机的叶片无法收回到安全位置(例如，桨距角为89度)；如果风力发电机叶片无法收回到安全位置，在风力的作用下，会使风力发电机的转速无法下降，引发风力发电机超速甚至发生飞车危险。

目前，变桨系统的驱动器发生故障后，为使叶片收回或保护风力发电机组的安全，一般可用的方案为：(1)为每个叶片安装两套驱动系统，其缺点在于：一方面会使得系统成本成倍增加，另一方面用于容纳变桨系统的风轮(或轮毂)的内部空间十分有限，因此没有安装两套驱动系统的外在条件；(2)通过背风偏航(即，通过偏航使风力发电机偏航90度)来偏离风向，从而使风力发电机转速下降，实现停机，其缺点在于：如果在收桨到一定角度时偏航到一定角度后，反而会使叶片的受力表面再次与风向垂直，使叶片受力再次加大，一方面会导致风力发电机的风轮转速下降缓慢，一方面还会使风力发电机承受更大的载荷；(3)使用其它驱动装置驱动叶片回桨，其缺点在于：需要较大的能量，能量的来源和保持都有一定的困难；(4)设置单向刹车功能，其缺点在于：磨损刹车盘导致刹车系统失效，不能处理刹车控制回路继电器触点粘连、无法使电机刹车阀抱闸的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在变桨系统出现故障的情况下实现叶片位置的安全保护的风力发电机组的控制方法和设备。

根据本发明构思的一个实施例，提供一种风力发电机组的控制方法，包括：检测风力发电机组的变桨系统是否发生故障；当检测到变桨系统的变桨驱动器发生故障时，确定刹车控制回路是否正常工作；当确定刹车控制回路正常工作时，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度；响应于桨距角变化到安全角度，固定叶片的位置使得桨距角不再变化。

可选地，确定刹车控制回路是否正常工作的步骤包括：确定刹车控制回路的继电器触点是否正常。

可选地，变桨驱动器包括用于控制刹车控制回路的控制单元，其中，通过刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤包括：若所述控制单元未发生故障，则通过所述控制单元控制刹车控制回路，进而控制叶片的桨距角的变化速度；若所述控制单元发生故障，则基于风力发电机组的主控系统的串联连接到刹车控制回路的滑环的硬件接线，通过刹车控制回路来控制叶片的桨距角的变化速度。

可选地，通过使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换，来控制叶片的桨距角的变化速度的步骤包括：使刹车控制回路松闸，并检测用于测量变桨速度的角度传感器是否正常工作；当检测到角度传感器正常工作时，基于由角度传感器测量的叶片的桨距角的变化速度使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换；当检测到角度传感器故障时，以预定周期使刹车控制回路在松闸与抱闸之间切换。