[发明专利]变桨驱动器的故障预警方法和故障预警装置

说明书

公开了变桨驱动器的故障预警方法和故障预警装置。所述故障预警方法包括：基于变桨电机的运行数据，计算变桨电机的理论变桨电压；获取变桨电机的实际变桨电压；以及基于理论变桨电压与实际变桨电压确定变桨驱动器是否将会发生故障。

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变桨驱动器的故障预警方法和故障预警装置。

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。

在风力发电机组中，变桨系统的一个主要功能是担当机组的气动刹车系统功能。电动变桨系统通过多种检测和控制手段、多重冗余设计保证风力发电机组安全稳定运行。任何故障引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置。由此可见，变桨系统对机组的稳定性、安全性，都起着至关重要的作用，尤其作为空气动力刹车，要求变桨系统必须具备很高的可靠和安全性。

然而，在风力发电机组运行过程中，变桨系统的变桨驱动器、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组的叶片无法收回到安全位置(例如桨距角88度)。如果风力发电机组的叶片无法收回到安全位置，那么在风力的作用下，会使风力发电机组的转速无法下降，引发风力发电机组超速甚至发生飞车危险。尤其是随着风机数量的不断增加，批量性故障尤其涉及机组安全的故障，直接关系到风电企业的发展和命运，因此也受到越来越多的重视，研究并应用如卡桨检测、大部件可靠性检测、并网安全性检测等。

对卡桨工况进行检测时，发现卡桨占比最多的是变桨驱动器故障。通过将“变桨驱动器OK信号丢失故障”与“叶片位置偏差大故障”两种故障的总占比进行线性回归计算，发现其线性相关系数为r＝0.98295，因此这两种故障的线性相关系数很高(当|r|＝1时，表示两个变量为完全线性相关)，即故障共因的相关度很高。变桨驱动器发生故障后，将不能再驱动变桨电机运行，从而使叶片无法收回，严重影响风力发电机组的安全。

事实上，在风电企业中，风力发电机组运行好坏至关重要，风力发电机组故障对整个系统影响巨大。然而由于导致变桨驱动器故障的原因有多种(一般有十几种甚至几十种)，甚至还可能是多种因素叠加的结果，因此如果只分析外界因素的影响，如温度、风度、电容电压、载荷等，一方面特征提取困难，一方面难以适用于不同故障码的变桨驱动器故障。

目前，对变桨驱动器故障，常用的方法是在变桨驱动器发生故障后，切换到电网电压直接为变桨电机供电，然而，这种方法具有一定的局限性。

首先，因为电网是交流电，所以这种方法只适用于交流电机，不适用于直流电机；而交流电机的体积比直流电机要大很多，随着机组容量的不断增大，直流电机的优势也越来越明显，并得到越来越多的应用。

第二，由于在运行时，电网供电线路需要由接触器控制、切换，所以接触器的失效，反而会导致风力发电机组因故障误触发而顺桨停机。

第三，在此工况下，停机顺桨是断电使电机停止运行，随着机组容量的增大，电机骤然停止会引起机组较大的振动。

发明内容

本公开的实施例提供一种变桨驱动器的故障预警方法和故障预警装置，通过对变桨驱动器故障进行预警，能够提前采取错误，防止叶片卡桨。

在一个总的方面，提供一种变桨驱动器的故障预警方法，所述故障预警方法包括：基于变桨电机的运行数据，计算变桨电机的理论变桨电压；获取变桨电机的实际变桨电压；以及基于理论变桨电压与实际变桨电压确定变桨驱动器是否将会发生故障。

可选地，所述运行数据包括变桨电机的实际变桨速度和/或变桨电机的运行频率。