风力发电机组紧急偏航控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种包括电源系统、与电源系统电连接的偏航系统，所述电源系统包括电网电源，所述偏航系统包括变频器、与变频器电连接的偏航电机，还包括接入电源系统，用于发电机超速情况下控制偏航系统动作的超速控制系统。在风机出现紧急状况，比如发电机长时间处于超速状态引起倒机或者重大设备事故等，能够启动紧急偏航控制装置调整风机朝向，或者电网电源突发断电能够依靠备用电源为紧急偏航控制装置供电，从而进行偏航动作，是风机处于安全状态，避免造成重大经济损失。
【专利说明】
风力发电机组紧急偏航控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及风力发电机组控制技术领域，具体涉及一种风力发电机组紧急偏航控制装置。
【背景技术】
[0002]风向具有随机性，总是在不断改变。为了使风轮正常工作时，风轮叶片一直正对着风的方向，以充分利用风的能量，在机舱转盘底座上安装调向机构，风力发电机组的调向机构称为偏航装置。偏航装置可以调整风机轮毂朝向与风向的夹角，分为主动偏航和被动偏航两种，主动偏航是指应用液压和电动方式通过调整风机轮毂朝向与风向的夹角，使风机能够及时跟踪风向的变化，捕获更大的风能。
[0003]目前常规的主动偏航装置能够在风机系统正常情况下动作，当发电机长时间超速引起倒机却不能启动偏航装置主动偏航，或者当风力发电机组电网电源突发断电情况下不能进行偏航动作，这样在风机出现紧急情况时无法依靠偏航装置来保护风机，会对风机造成损害，还会遭受重大经济损失。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种风力发电机组紧急偏航控制装置，在风机出现紧急情况时，比如长时间超速引起倒机或者电网电源突发断电等，能够启动紧急偏航控制装置，调整风机朝向，使风机处于安全状态。
[0005]本发明提供的风力发电机组紧急偏航控制装置，包括电源系统、与电源系统电连接的偏航系统，所述电源系统包括电网电源，所述偏航系统包括变频器、与变频器电连接的偏航电机。
[0006]在现有技术的基础上，本发明还作出如下改进:所述偏航控制装置还包括接入电源系统，用于发电机超速情况下控制偏航系统动作的超速控制系统。
[0007]进一步的，所述电源系统还包括与电网电源串联保持浮充电状态的备用电源。
[0008]进一步的，所述超速控制系统包括开关电源、速度接近开关、超速继电器、接触器、时间继电器，所述速度接近开关、超速继电器、接触器、时间继电器并联连接开关电源，所述速度接近开关与超速继电器其中一个超速继电器开关连接，所述超速继电器另一超速继电器开关分别与时间继电器、接触器串联连接，所述接触器的一个接触器开关与时间继电器开关串联后分别与时间继电器和接触器连接，所述接触器还有两个接触器开关与变频器连接。
[0009]更进一步的，所述速度接近开关安装在发电机外壳上，用于测量发电机转速。
[0010]更进一步的，所述超速继电器安装在风机机舱控制柜内，用于检测速度接近开关的频率信号。
[0011 ]更进一步的，所述偏航系统还包括连接变频器和偏航电机电的开关。
[0012]优选的，所述备用电源为超级电容组，输入为400VAC，输出为450VDC，容量为200F。
[0013]优选的，所述偏航电机为功率3kW的电机，额定电压为400V，抱闸方式为得电抱闸、失电打开。
[0014]优选的，所述变频器的额定电流不小于30A。
[0015]本发明的有益效果:
[0016]在风机出现紧急状况，比如发电机长时间处于超速状态引起倒机或者重大设备事故等，能够启动紧急偏航控制装置调整风机朝向，或者电网电源突发断电能够依靠备用电源为紧急偏航控制装置供电，从而进行偏航动作，是风机处于安全状态，避免造成重大经济损失。
【附图说明】
[0017]图1是本发明实施例电气原理图。
[0018]附图标注:
[0019]Gl为电网电源，G2为开关电源，A为变频器，B为速度接近开关，C为备用电源，M1-M3为偏航电机，1(1为接触器，1(1.1、1(1.2、1(1.3为接触器开关，1(2为超速继电器，1(2.1、1(2.2为超速继电器开关，T为时间继电器，Tl.1为时间继电器开关，Q1-Q3为开关。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，不能理解为对本发明具体保护范围的限定。
[0021 ]实施例
[0022]本实施例的风力发电机组紧急偏航控制装置包括电源系统，用于给偏航控制装置供电，所述电源系统包括电网电源Gl，与电网电源Gl串联保持浮充电状态的备用电源C，所述备用电源C为超级电容组，输入为400VAC，输出为450VDC，容量为200F。所述偏航控制装置正常工作时，备用电源C 一直处于浮充电状态，保证备用电源C的容量处于最高状态。当电网电源Gl断电的情况下，如果风机未能正常收桨停机，备用电源C启动。
[0023]还包括与电源系统电连接的偏航系统，所述偏航系统包括变频器A、与变频器A电连接的三台偏航电机M1、M2、M3，以及连接变频器A和偏航电机M1、M2、M3的三个开关Q1、Q2、Q3。所述偏航电机M1、M2、M3都是功率为3kW的电机，额定电压为400V，抱闸方式为得电抱闸、失电打开。所述变频器A的额定电流不小于30A。
[0024]还包括接入电源系统，用于发电机超速情况下控制偏航系统动作的超速控制系统，所述超速控制系统包括开关电源G2、速度接近开关B、超速继电器K2、接触器K1、时间继电器T，所述速度接近开关B、超速继电器K2、接触器Kl、时间继电器T并联连接开关电源G2，所述速度接近开关B与超速继电器K2其中一个超速继电器开关K2.2连接，所述超速继电器K2另一超速继电器开关K2.1分别与时间继电器T、接触器Kl串联连接，所述接触器KI的一个接触器开关Kl.1与时间继电器开关Tl.1串联后分别与时间继电器T和接触器Kl连接，所述接触器Kl还有两个接触器开关Kl.2、K1.3与变频器A连接。所述速度接近开关B安装在发电机外壳上，用于测量发电机转速。所述超速继电器K2安装在风机机舱控制柜内，用于检测速度接近开关B的频率信号，所述超速继电器K2设定门限值，当检测到的频率超过此门限值后，超速继电器K2动作。所述超速继电器K2的门限值设置根据发电机的保护转速和超速继电器Κ2测量的脉冲数进行计算，比如:发电机的保护转速为2500rpm，测量的脉冲数为2，则超速继电器K2设置门限值为:2500*2/60 = 83.33。
[0025]通过速度接近开关B测量发电机的转速，当发电机转速超过2500rpm时，超速继电器K2动作，超速继电器K2的超速继电器开关k2.1吸合，时间继电器T和接触器KI得电，接触器Kl的接触器开关Kl.2,Kl.3吸合，变频器A通电工作，偏航电机Ml、M2、M3的电动抱闸和液压刹车全部打开，变频器A控制偏航电机Ml、M2、M3进行偏航动作，使风机偏离主风向，迫使发电机转速降到安全范围之内。根据偏航的速度为0.6°/s，紧急偏航控制装置至少要运行100s，使风力发电机组朝向偏离风向至少60°，完成偏航动作。
【主权项】
1.一种风力发电机组紧急偏航控制装置，包括电源系统、与电源系统电连接的偏航系统，所述电源系统包括电网电源，所述偏航系统包括变频器、与变频器电连接的偏航电机，其特征在于:还包括接入电源系统，用于发电机超速情况下控制偏航系统动作的超速控制系统。2.根据权利要求1所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述电源系统还包括与电网电源串联保持浮充电状态的备用电源。3.根据权利要求1所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述超速控制系统包括开关电源、速度接近开关、超速继电器、接触器、时间继电器，所述速度接近开关、超速继电器、接触器、时间继电器并联连接开关电源，所述速度接近开关与超速继电器其中一个超速继电器开关连接，所述超速继电器另一超速继电器开关分别与时间继电器、接触器串联连接，所述接触器的一个接触器开关与时间继电器开关串联后分别与时间继电器和接触器连接，所述接触器还有两个接触器开关与变频器连接。4.根据权利要求3所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述速度接近开关安装在发电机外壳上，用于测量发电机转速。5.根据权利要求3所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述超速继电器安装在风机机舱控制柜内，用于检测速度接近开关的频率信号。6.根据权利要求1所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述偏航系统还包括连接变频器和偏航电机电的开关。7.根据权利要求2所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述备用电源为超级电容组，输入为400VAC，输出为450VDC，容量为200F。8.根据权利要求2所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述偏航电机为功率3kW的电机，额定电压为400V，抱闸方式为得电抱闸、失电打开。9.根据权利要求1所述的风力发电机组紧急偏航控制装置，其特征在于:所述变频器的额定电流不小于30A。
【文档编号】F03D7/02GK105909467SQ201610334493
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】张海平, 陈虎, 孙彦利, 蔡晓峰, 高伟, 王松
【申请人】青岛华创风能有限公司, 沈阳华创风能有限公司, 宁夏华创风能有限公司, 通辽华创风能有限公司