[实用新型]一种风电机组防雷电保护系统及风电机组

说明书

本实用新型公开了一种风电机组防雷电保护系统及风电机组，其包括RLC并联谐振电路、雷电预警装置和变桨系统，所述RLC并联谐振电路与雷电预警装置连接，所述雷电预警装置与变桨系统连接；所述雷电预警装置包括电磁信号分析单元和微控制单元；所述RLC并联谐振电路安装在所述风电机组的叶片上，用于实时获取大气中雷电流的电磁信号；所述电磁信号分析单元用于计算分析所述RLC并联谐振电路获取的电磁信号，并对雷击产生的距离、时间、强度进行估测；所述微控制单元用于将所述电磁信号分析单元的估测结果反馈至变桨系统；所述变桨系统用于根据所述估测结果判断是否执行收桨停机动作。本实用新型能够及时有效的防止风力发电机组因雷击带来的机组安全性问题。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电机组防雷电保护系统及风电机组。

背景技术

风力发电机组大多安装在旷野、山顶等雷击多发区，由于风电机组本身很高，在雷雨天气很容易受到雷击；目前的防雷装置主要是利用风机叶片作为接闪器，将雷电流泄放．这种设计思路可以有效地降低雷击造成的损失，但是由于风电机组本身条件的限制，在接闪泄放的同时也会增加雷电击中风机叶片的概率，对风机叶片本身和风电机组内部的精密设备造成损害；此外，雷电对风电机阻造成的损坏不一定会立即导致风机显现出故障，因此，雷击事件常常不易被察觉，特别是在上行闪电的情况下，初始连续电流可能只有几十或几百安培，但这却可能是风电机组的转子叶片接闪点熔化或主轴轴承损坏的主要原因，在这种情况下，风电机组如果带着这样的损伤持续运行，最终可能会导致非常严重的损害。

目前，针对风电机组雷击问题防范的主要方式是：通过在风电场安装风电场雷电预警系统；将风电场雷电预警系统监测到的雷电信息数据传输到数据采集与监视控制SCADA系统；SCADA系统评估当前雷电流，结合风电机组发生的所有雷电袭击事件进行分析，将这些信息集成到维护和服务计划中，并通SCADA系统分析的结果决定风电机组是否停机；当叶片收到雷击后，为了防止事故扩大，应及时停机，并应及时通知集控中心风电机组遭受雷击，方便运维人员对风机进行检查；其中，变桨系统作为风电机组的重要控制与保护装置，承担着控制桨叶捕获风能的重要作用；当风电机组需要停机或出现故障时，需要通过变桨系统控制桨叶收桨至安全位置，实现空气制动刹车。

但是，采用上述现有的防雷电方式存在以下缺点：一是需要运维人员对风电场雷电信息进行获取和判断，通过提前停机方式保护机组的运行安全，会导致停机时长增长，增加运维工作和停机时长，经济性差；二是雷电信号无法直接参与到风电机组的安全控制，而是参与到整个风电场的运维管理，无法针对单台风电机组进行保护，时效性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种风电机组防雷电保护系统及风电机组，能有效防止风力发电机组因雷击带来的机组安全性问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本实用新型提供一种风电机组防雷电保护系统，包括RLC并联谐振电路、雷电预警装置和变桨系统，所述RLC并联谐振电路与雷电预警装置连接，所述雷电预警装置与变桨系统连接；所述雷电预警装置包括电磁信号分析单元和微控制单元；

所述RLC并联谐振电路安装在所述风电机组的叶片上，用于实时获取大气中雷电流的电磁信号；所述电磁信号分析单元用于计算分析所述RLC并联谐振电路获取的电磁信号，并对雷击产生的距离、时间、强度进行估测；所述微控制单元用于将所述电磁信号分析单元的估测结果反馈至变桨系统；所述变桨系统用于根据所述估测结果判断是否执行收桨停机动作。

进一步的，所述RLC并联谐振电路设有一个或多个；多个所述RLC并联谐振电路分别安装在不同的叶片上。

进一步的，所述雷电预警装置安装在所述风电机组的轮毂或叶片上。

进一步的，所述变桨系统安装在所述风电机组的轮毂上。