[发明专利]一种风力发电机组变桨系统桨叶操作互锁方法及装置

说明书

一种风力发电机组变桨系统桨叶操作互锁方法及装置，分别采用软件控制逻辑和硬件控制逻辑可实现桨叶操作互锁。所述的风力发电机组变桨系统桨叶操作互锁方法，首先，建立变桨系统中三个变桨柜之间的通信，以能够将变桨系统中任意两个变桨柜的变桨位置反馈给第三个变桨柜，在“服务维护模式”下，使用变桨手操盒对任何一支桨叶进行变桨操作时，其他两只桨叶处于顺桨位置，否则无法对该桨叶进行变桨操作；通过风机主控制器，运行互锁保护控制逻辑。在“服务维护模式”时，变桨模式标志位f＝1；风机高速轴刹车一直处于投入状态，无法松闸；风机主控制器动态循环更新桨叶操作标志位a_i状态，当桨叶操作标志位a₂＝a₃＝1时，桨叶1方可进行顺桨、开桨操作。

技术领域

本发明涉及风力发电机组变桨系统，尤其是涉及变桨系统桨叶操作互锁方法及装置。

背景技术

随着风力发电技术的快速发展，风电行业存在的安全隐患逐步暴露，风机超速、倒塔事故频发，给风力发电机组的安全稳定造成了极大威胁，而变桨系统作为风力发电的风能吸收单元，其稳定性及安全性极其重要。变桨系统逻辑设置不合理极易造成重大事故，如甘肃周家井某风电场“4·12”风机倒塔事故，因维护人员操作失误，在进行桨叶标定时，未将打开的1号桨叶、2号桨叶及时手动收回，错误的打开了3号桨叶，造成风轮旋转，短时间内叶轮超速，最终造成风机倒塔，维护人员跌落死亡。因此变桨系统的安全性和可靠性异常重要，变桨系统控制逻辑中应充分考虑机组“服务维护模式”下人员的误操作，应加入变桨系统桨叶操作互锁功能，避免因人员误操作造成的设备损坏和人员伤亡。

目前，变桨系统大多为3变桨柜型，每个变桨柜独立控制对应的风机桨叶，维护人员对变桨系统进行维护时，将变桨柜由“自动运行模式”切换至“服务维护模式”，将手动操作盒与变桨柜连接，完成桨叶的开桨或顺桨，这就存在桨叶开桨后未进行顺桨，而直接进行其他桨叶开桨操作的可能性，这也就是“4·12”风机倒塔事故的根本原因。为杜绝上述事故的发生，如能设计一种变桨系统桨叶互锁装置及方法，以保证在“维护模式”下有且仅有一支叶片处于开桨状态，则可以确保风机及维护人员的安全。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种风力发电机组变桨系统桨叶操作互锁装置及方法，分别从软件保护实现逻辑和硬件保护实现架构实现桨叶操作互锁保护。

从功能上实现使用变桨手操盒对任何一支桨叶进行变桨操作时，其他两只桨叶必须处于顺桨位置，否则无法对该桨叶进行变桨操作(任意一支桨叶处于开桨状态时，另外两只桨叶无法实现开桨操作)。

本发明采用的技术方案：

一种风力发电机组变桨系统桨叶操作互锁方法，首先，建立变桨系统中三个变桨柜之间的通信，变桨系统中任意两个变桨柜的变桨位置反馈给第三个变桨柜，从而控制第三个桨叶的开桨、顺桨动作是否生效，以此解决变桨系统桨叶操作互锁问题，步骤如下：

其实现步骤如下：

(一)设置变桨系统“服务维护模式”和“自动运行模式”：

在“服务维护模式”下，使用变桨手操盒对任何一支桨叶进行变桨操作时，其他两只桨叶必须处于顺桨位置，否则无法对该桨叶进行变桨操作；

(二)通过风机主控制器，运行如下的互锁保护控制逻辑：

(1)设置变桨模式标志位f，当变桨系统在“服务维护模式”时，变桨模式标志位f＝1；风机高速轴刹车一直处于投入状态，无法松闸；

当变桨系统在“自动运行模式”时，变桨模式标志位f＝0；

(2)设置桨叶操作标志位a_i，其中1≤i≤3；当桨叶处于顺桨位置时桨叶操作标志位a_i＝1；当桨叶处于开桨位置时桨叶操作标志位a_i＝0；