[发明专利]解决风电机组背风发电故障的系统及方法

权利要求书

1.一种解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，包括：

超声波测风仪，设置在风机机舱顶部，用来测量机舱顶部实时的风速风向信号；

专用PLC，连接至超声波测风仪，获取由超声波测风仪测量的风速风向信号，及风力机的桨叶角度和叶轮转速值，通过内部的故障逻辑识别算法判断机组是否处于背风发电状态，以及引起机组背风发电故障的原因是否为超声波测风仪发生故障或湍流，并执行相应的机组停机和复位指令。

2.根据权利要求1所述的解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，超声波测风仪通过拓展功能电路将采集到的风速风向信号转换为主控PLC可识别的模拟风速频率信号、模拟0度位置传感器信号和模拟90度位置传感器信号，并将模拟风速频率信号、模拟0度位置传感器信号和模拟90度位置传感器信号输出至主控PLC。

3.根据权利要求2所述的解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，主控PLC用于判断机组是否准确对风，并决定机组是否需要偏航找风。

4.根据权利要求1所述的解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，超声波测风仪包括：四个超声波测风仪探头。

5.根据权利要求4所述的解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，四个超声波测风仪探头两两对置，对置的两个超声波测风仪探头同一工作时刻，一个发生超声波信号，另外一个接受信号。

6.根据权利要求1所述的解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，故障逻辑识别算法中的故障逻辑识别规则包括：

超声波测风仪风速风向输出信号模式1条件下出现故障电流值，持续时间超过30s；或者

超声波测风仪风速风向输出信号模式2条件下RS485通信线路握手信号丢失，持续时间超过30s。

7.根据权利要求1所述的解决风电机组背风发电故障的系统，其特征在于，故障逻辑识别算法中的背风发电状态识别逻辑包括：

机组进入发电状态两分钟后，10s的对风偏差角度大于该时间段内的平均风速对应的时间占空比阈值A，持续30s；或者

机组进入发电状态两分钟后，3s的对风偏差角度大于该时间段内的平均风速对应的时间占空比阈值B，持续30s；或者

机组进入发电状态两分钟后，3s平均风速查表风速-转速曲线，得到该风速对应的理论转速，当前实际转速小于理论转速的50％，持续时间为30s；或者

机组进入发电状态两分钟后，3s平均风速查表风速-桨距角曲线，得到该风速对应的理论桨叶角，当前实际桨叶角小于理论桨叶角的50％，持续时间为30s。

8.一种解决风电机组背风发电故障的方法，其特征在于，包括：

通过超声波测风仪测量实时的风速风向信号；

获取由超声波测风仪测量的风速风向信号，及风力机的桨叶角度和叶轮转速值，通过故障逻辑识别算法判断机组是否处于背风发电状态，以及引起机组背风发电故障的原因是否为超声波测风仪发生故障或湍流，并执行相应的机组停机和复位指令。

9.根据权利要求8所述的解决风电机组背风发电故障的方法，其特征在于，故障逻辑识别算法中的故障逻辑识别规则包括：

超声波测风仪风速风向输出信号模式1条件下出现故障电流值，持续时间超过30s；或者

超声波测风仪风速风向输出信号模式2条件下RS485通信线路握手信号丢失，持续时间超过30s。

10.根据权利要求8所述的解决风电机组背风发电故障的方法，其特征在于，故障逻辑识别算法中的背风发电状态识别逻辑包括：

机组进入发电状态两分钟后，10s的对风偏差角度大于该时间段内的平均风速对应的时间占空比阈值A，持续30s；或者

机组进入发电状态两分钟后，3s的对风偏差角度大于该时间段内的平均风速对应的时间占空比阈值B，持续30s；或者

机组进入发电状态两分钟后，3s平均风速查表风速-转速曲线，得到该风速对应的理论转速，当前实际转速小于理论转速的50％，持续时间为30s；或者

机组进入发电状态两分钟后，3s平均风速查表风速-桨距角曲线，得到该风速对应的理论桨叶角，当前实际桨叶角小于理论桨叶角的50％，持续时间为30s。