一种实现风电机组在线检测变桨安全回路可靠性的方法与流程

本发明涉及风力发电控制的技术领域，尤其是指一种实现风电机组在线检测变桨安全回路可靠性的方法。

背景技术：

风电机组对变桨系统安全性要求较高，需要在出现极端情况时，可有效执行紧急顺桨动作，确保机组安全。随着国内外安装运行的风电机组越来越多，也经常出现机组超速、安全链断开等特殊情况，此时需要通过变桨系统执行紧急顺桨动作。目前实现变桨紧急顺桨动作主要是通过变桨安全回路(一般称：efc回路)。当前机组出现三个桨叶同时无法正常顺桨的情况基本是由于变桨系统安全回路失效导致机组无法正常顺桨停机。

为了保证机组安全，变桨回路桨叶在极端工况下能安全顺桨是最后一层保证，且不受限于软件的局限。为了更有效的确保此回路的可靠性，设计上都会考虑多重的冗余保证(软件efc、硬件efc及变桨安全继电器等共同组成安全回路，有其中一路触发都可以保证机组安全顺桨)，但依然存在同时失效的可能，所以需要对此回路每个节点进行检测。

目前为了保证此回路的安全性和可靠性，现场都会定期进行相关检查和手动测试，但这种方法往往只能验证最终的结果，而不能深入排查每个节点的安全隐患，且检查的人为因素较重，可能存在偏差。

目前风电场现场为了检测安全回路的可靠性和正确性一般需要通过人为要求现场运维人员进行相关测试，这种方法缺点有：

1、比较浪费时间和运维人员体力；

2、考验现场人员对测试的判断能力，可能存在判断失误；

3、离线检测周期较长，影响机组正常发电；

4、测试方法精度不高，定位不明确，不能完全确认安全回路的每一个节点都是正常。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种实现风电机组在线检测变桨安全回路可靠性的方法，模拟单节点失效机组是否可正常顺桨，在线检测变桨安全回路多个节点是否正常，防止机组的运行过程中因为变桨安全回路失效导致的机组运行安全隐患。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种实现风电机组在线检测变桨安全回路可靠性的方法，基于以下思路：

通过软件在线的方式检测变桨安全回路的每一个节点是正常的、可靠的，方式为：测试其中一个节点时，保证其它节点的是正常的，不会影响此节点测试的原则；

基于上述思路，该方法结合变桨安全回路每一个节点的特点和不同现象，通过控制模拟单一因素动作，判断变桨顺桨动作的正确性，从而反馈每一个节点的正确性和可靠性，包括以下步骤：

1)确定机组安全性

进行安全回路测试的前提条件：确定机组桨叶处于顺桨预设位置，现场风速小于预设值；

2)节点1测试

2.1)通过控制强制节点2,节点3,……,节点n能够正常工作不会断开；

2.2)断开节点1信号；

2.3)判断是否为节点1断开信号特征，则测试成功；如果出现非完全节点1断开的特征，则测试异常；

2.4)分别在界面报出节点1成功和节点1异常提示代码，以提示现场运维人员；

3)节点2测试

3.1)通过控制强制节点1,节点3,……,节点n能够正常工作不会断开；

3.2)断开节点2信号；

3.3)判断是否为节点2断开信号特征，则测试成功；如果出现非完全节点2断开的特征，则测试异常；

3.4)分别在界面报出节点2成功和节点2异常提示代码，以提示现场运维人员；

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4)节点n测试

4.1)通过控制强制节点1,节点2,……,节点n-1能够正常工作不会断开；

4.2)断开节点n信号；

4.3)判断是否为节点n断开信号特征，则测试成功；如果出现非完全节点n断开的特征，则测试异常；

4.4)分别在界面报出节点n成功和节点n异常提示代码，以提示现场运维人员；

5)通过上述明确的每个节点的正确代码信号，直观从界面反馈给现场运维人员，如果出现异常会报故障停机，不允许机组启机；待现场运维人员按照代码提示排除故障后才能启机；而再次启机时会再进行一次测试验证。

进一步，该方法还提供了手动测试和定期自检测试的方式，具体如下

手动测试：现场有进行安全回路操作或修复后能第一时间选择手动测试验证；

定期自检测试：机组在启动时会进行自检变桨安全回路每个节点是否正常，且有相关信息提示，以便于现场人员判断；

通过上述两种手段，能够第一时间检测和排查变桨安全回路每个安全节点可能存在的隐患和风险。

进一步，在步骤1)，确定机组桨叶处于顺桨89度位置，现场风速小于5m/s。

进一步，所述变桨安全回路包括软件efc、硬件efc及变桨安全继电器。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明可以提高现场排查安全回路的效率，节省检测时间，充分发挥机组发电有效窗口期，同时可以更加准确判断安全回路的安全隐患，特别是单一因素失效的情况往往通过现场检查很难排查，本发明通过控制其它条件不变，保证单一变量的方式检查测试安全回路的正确性，保证安全回路每一个节点都是正确的、可靠的。此外，本发明也加入机组启机自检过程，可以确保机组每一次启机运行时变桨安全回路的每一个节点都是正确的、可靠的。

附图说明

图1为变桨安全回路各节点示意图。

图2为本发明方法控制流程图。

图3为手动测试和定期自检测试功能选择图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本实施例所提供的实现风电机组在线检测变桨安全回路可靠性的方法，基于以下思路：

通过软件在线的方式检测变桨安全回路的每一个节点是正常的、可靠的，方式为：测试其中一个节点时，保证其它节点的是正常的，不会影响此节点测试的原则；其中，变桨安全回路各节点见图1所示，软件efc、硬件efc及变桨安全继电器等共同组成变桨安全回路。

基于上述思路，该方法结合变桨安全回路每一个节点的特点和不同现象，通过控制模拟单一因素动作，判断变桨顺桨动作的正确性，从而反馈每一个节点的正确性和可靠性，见图2所示，其具体情况如下：

1)确定机组安全性

进行安全回路测试的前提条件：确定机组桨叶处于顺桨89度位置，现场风速小于5m/s。

2)硬efc测试

2.1)通过控制强制变桨安全继电器可正常工作不会断开，软efc强制给定不会断开；

2.2)断开硬efc信号；

2.3)判断三个桨叶是否在91度和看门狗是否断开，如果桨叶在91度且看门狗不断开，则测试成功；如果三桨叶不能顺桨到91度或者看门狗断开，则测试异常；

2.4)分别在界面报出硬efc测试成功和硬efc异常提示代码，以提示现场运维人员。

3)软efc测试

3.1)通过控制强制变桨安全继电器可正常工作不会断开，硬efc强制给定不会断开；

3.2)断开软efc信号；

3.3)判断三个桨叶是否在91度和看门狗是否断开，如果桨叶在91度且看门狗不断开，则测试成功；如果三桨叶不能顺桨到91度或者看门狗断开，刚测试异常；

3.4)分别在界面报出软efc测试成功和软efc异常提示代码，以提示现场运维人员。

4)变桨安全继器测试

4.1)通过控制强制硬efc强制给定不会断开和软efc强制给定不会断开；

4.2)断开心跳信号；

4.3)判断三个桨叶是否在91度和看门狗是否断开，如果桨叶在91度且看门狗断开，则测试成功；如果三桨叶不能顺桨到91度或者看门狗不断开，则测试异常；

4.4)分别在界面报出变桨安全继电器测试成功和变桨安全继电器异常提示代码，以提示现场运维人员。

5)通过上述明确的每个节点的正确代码信号，直观从界面反馈给现场运维人员，如果出现异常会报故障停机，不允许机组启机；待现场运维人员按照代码提示排除故障后方可启机；而再次启机时会再进行一次测试验证。

此外，本实施例上述方法也提供了手动测试和定期自检测试的方式，见图3所示，具体如下：

手动测试：现场有进行安全回路操作或修复后可第一时间选择手动测试验证；

定期自检测试：机组在启动时会进行自检变桨安全回路每个节点是否正常，且有相关信息提示，以便于现场人员判断。

通过上述两种手段，可第一时间检测和排查变桨安全回路每个安全节点可能存在的隐患和风险。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。