[发明专利]液压型风电机组功率主动控制系统及其主动控制方法

权利要求书

1.一种液压型风电机组功率主动控制系统，其包括风力机、液压传动装置、液压储能装置、发电装置及功率控制器；其特征在于：

所述风力机包括风轮、第一连接轴以及变桨距装置，所述风轮设置在所述第一连接轴的第一端；所述变桨距装置包括内齿圈、小齿轮、液压马达、比例换向阀、第二溢流阀、变量泵以及第一油箱，所述液压马达通过输出轴连接所述小齿轮，所述小齿轮设置在所述内齿圈中并与所述内齿圈的内周缘相互啮合，所述变量泵通过所述比例换向阀向所述液压马达供油，所述变量泵还分别与所述第二溢流阀和所述第一油箱相连通；

所述液压传动装置包括设置在所述第一连接轴的第二端的定量泵、通过高压管路和低压管路与所述定量泵相连通的变量马达，所述变量马达的吸油口与所述高压管路相连，所述变量马达的排油口与所述低压管路相连，所述变量马达通过第二连接轴与液压储能装置相连；在所述高压管路和所述低压管路之间设有依次相连的第一单向阀和第二单向阀；在所述定量泵与所述变量马达之间的所述高压管路上还设有比例节流阀；

所述液压储能装置包括通过所述第二连接轴与所述变量马达相连接的变量泵/马达，所述变量泵/马达的第一端与油箱相连，所述变量泵/马达的第二端分别与气囊式蓄能器和活塞式蓄能器相连接，而所述活塞式蓄能器与氮气瓶组相连接；

所述发电装置的发电机和电网通过第三连接轴与所述变量泵/马达的第三端依次相连接；以及

所述功率控制器的输入端分别连接多个传感器；所述功率控制器的输出端分别连接所述比例节流阀、所述变量马达、所述变量泵/马达和所述变桨距装置的比例换向阀；所述多个传感器包括在连接风力机与液压传动装置的第一连接轴上安装第一转速转矩传感器，在连接变量马达与变量泵/马达的第二连接轴上安装第二转速转矩传感器，在连接变量泵/马达与发电机的第三连接轴上安装第三转矩转速传感器；风轮附近安装风速传感器；定量泵的进油口从低压管路中吸油，定量泵的压油口通过高压管路输出高压油，并在高压管路上布置流量传感器；在高压管路上安装比例节流阀、第一压力传感器和第二压力传感器，其中第一压力传感器与比例节流阀的进油口相连，第二压力传感器与比例节流阀的出油口相连；变量马达的吸油口与高压管路相连，变量马达的排油口与低压管路相连；

通过功率控制器控制风轮的动能的储存和释放；功率控制器通过风速传感器采集当前风速，通过第一转速转矩传感器采集定量泵的转速，计算变量马达的输出功率给定；通过第二转矩转速传感器采集变量马达的转速与变量马达的输出转矩，计算变量马达的实际输出功率；

当变量马达的给定功率控制信号低于变量马达的实际输出功率时，风轮加速，储存多余能量，降低输出功率；当变量马达的给定功率控制信号高于变量马达的实际输出功率时，风轮减速，释放动能，提高输出功率；

功率控制器通过第三转速转矩传感器采集变量泵/马达的转速与变量泵/马达的转矩，计算变量泵/马达实际输出功率；

当功率控制器的给定功率控制信号低于变量泵/马达输出功率时，变量泵/马达用作泵，实现能量的储存，降低输出功率；当功率控制器的给定功率控制信号高于变量泵/马达输出功率时，变量泵/马达用作马达，实现能量的释放，提高输出功率，从而控制功率到给定值；

当输出功率低于给定时，功率控制器的输出控制信号控制比例节流阀的阀口全开，降低能量耗散，输出控制信号到比例换向阀，调整桨距角为零，最大程度吸收风功率；

当系统能量过高，风轮的转速或液压储能装置的吸收能量达到饱和时，功率控制器通过第一压力传感器采集比例节流阀的入口压力，通过第二压力传感器采集比例节流阀的出口处压力；然后功率控制器输出控制信号到比例节流阀，实现对比例节流阀的开度控制；同时，功率控制器通过角位移传感器采集桨距角，然后功率控制器输出控制信号到比例换向阀，实现对桨距角的控制。

2.根据权利要求1所述液压型风电机组功率主动控制系统，其特征在于：安全阀跨接在高压管路和低压管路之间。

3.根据权利要求1所述的液压型风电机组功率主动控制系统，其特征在于：还设有补油泵，所述补油泵的吸油口与补油油箱相连，所述补油泵的压油口分别连接第一单向阀的第二端和第二单向阀的第一端，其中第一单向阀的第一端连接到高压管路，第二单向阀的第二端连接到低压管路。