兆瓦级风力发电机组轮毂安全链及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链，包括多个变桨驱动器、与变桨驱动器相对应的多个安全继电器、轮毂超速继电器和开关电源装置，多个变桨驱动器依次串接后与轮毂超速继电器相连，轮毂超速继电器分别与多个安全继电器相连后接地，每个安全继电器均并接有一二极管，开关电源装置分别与多个变桨驱动器、轮毂超速继电器相连，每个变桨驱动器与开关电源装置连接的回路中串接有安全继电器的常开触点。当变桨驱动器发生故障或轮毂超速时，通过断开轮毂安全链来控制安全继电器失电，从而变桨驱动器自主控制各自驱动伺服电机紧急顺桨停机，提高机组可靠性和安全性。本发明还提供一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链的控制方法。
【专利说明】兆瓦级风力发电机组轮毂安全链及其控制方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及风电领域，特别涉及一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链及其控制方法。
【背景技术】
[0003]随着风电行业的快速发展，变桨距风电机组也朝着兆瓦级、大型化发展，与此同时，风电机组对系统的安全性、可靠性的要求也越来越高。在变桨距系统控制中，又以关系到风机安全、平稳停机的紧急顺桨控制最为关键。
[0004]现代风力发电技术中，安全链控制系统不仅是控制系统的重要部分，而且是紧急顺桨控制的关键部分。任何一台大功率风机的控制系统，首先考虑的是风机的失效安全保护，这是风机控制系统设计的关键。虽然风电机组紧急顺桨直接由安全链控制系统控制，安全链控制系统独立于主控制系统，但当轮毂安全链断开时，紧急顺桨一般轮毂外安全链检测触发，因此当塔基和机舱中安全链传输通道出现各种异常时，如滑环内部问题、接线端子问题，在信号传输通路的另一端信号仍然保持高电平，则风电机组紧急顺桨动作不能够被及时触发，机组不能够有效及时地停机，极有可能引发严重的后果。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种以轮毂安全链通断来控制伺服电机紧急顺桨停机的兆瓦级风力发电机组轮毂安全链，并提供轮毂安全链的控制方法。
[0006]本发明解决上述问题的技术方案是:一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链，包括多个变桨驱动器、与变桨驱动器相对应的多个安全继电器、轮毂超速继电器和开关电源装置，所述多个变桨驱动器依次串接后与轮毂超速继电器相连，轮毂超速继电器分别与多个安全继电器相连后接地，每个安全继电器均并接有一二极管，使能信号依次经多个变桨驱动器、轮毂超速继电器后送入多个安全继电器，所述开关电源装置分别与多个变桨驱动器、轮毂超速继电器相连，每个变桨驱动器与开关电源装置连接的回路中串接有与当前变桨驱动器相对应的安全继电器的常开触点。
[0007]一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链的控制方法，包括以下步骤:
I)控制器发出使能信号至安全链，使能信号经过第一变桨驱动器，判断使能信号是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点第二变桨驱动器；按照上述判断方法依次判断使能信号经过第二变桨驱动器、第三变桨驱动器…第N变桨驱动器时是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点的变桨驱动器；直至使能信号经过第N个变桨驱动器没有中断，使能信号继续运行到安全链下一串联节点轮毂超速继电器； 2)使能信号经过轮毂超速继电器时，判断轮毂转速是否超过22.5rpm，若是，则轮毂超速继电器常开触头断开，安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机；若不是，则轮毂超速继电器常开触头保持闭合，安全链系统保持正常使能，风电机组正常运行。
[0008]本发明的有益效果在于:本发明的轮毂安全链包括多个变桨驱动器和安全继电器，当变桨驱动器发生故障或轮毂超速时，通过断开轮毂安全链来控制安全继电器失电，从而变桨驱动器自主控制各自驱动伺服电机紧急顺桨停机，解决了轮毂安全链断开时，因主控系统异常或安全链传输通道故障不能及时顺桨的问题，提高机组可靠性和安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明轮毂安全链的结构框图。
[0010]图2为本发明轮毂安全链控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0012]如图1所示，本发明涉及兆瓦级风力发电机组轮毂安全链，该轮毂安全链包括第一变桨驱动器1、第二变桨驱动器2、第三变桨驱动器3、轮毂超速继电器4、开关电源装置5、第一安全继电器6、第二安全继电器7、第三安全继电器8。所述第一变桨驱动器1、第二变桨驱动器2、第三变桨驱动器3依次串接后与轮毂超速继电器4相连，轮毂超速继电器4分别与第一安全继电器6、第二安全继电器7、第三安全继电器8相连后接地，每个安全继电器均并接有一二极管，所述开关电源装置5分别与第一变桨驱动器1、第二变桨驱动器2、第三变桨驱动器3、轮毂超速继电器4相连，每个变桨驱动器与开关电源装置5连接的回路中串接有与当前变桨驱动器相对应的安全继电器的常开触点，即第一变桨驱动器I与开关电源装置5连接的回路中串接第一安全继电器6的常开触点；第二变桨驱动器2与开关电源装置5连接的回路中串接第二安全继电器7的常开触点；第三变桨驱动器3与开关电源装置5连接的回路中串接第三安全继电器8的常开触点。
[0013]一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链的控制方法，包括以下步骤:
O控制器发出使能信号至安全链，使能信号经过第一变桨驱动器1，判断使能信号是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点第二变桨驱动器2 ;使能信号经过第二变桨驱动器2，判断使能信号是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点第三变桨驱动器3 ;使能信号经过第三变桨驱动器3，判断使能信号是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点轮毂超速继电器4 ;
2)使能信号经过轮毂超速继电器4时，判断轮毂转速是否超过22.5rpm，若是，则轮毂超速继电器4常开触头断开，安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机；若不是，则轮毂超速继电器4常开触头保持闭合，安全链系统保持正常使能，风电机组正常运行。
[0014]本发明的工作原理如下:当安全链失去主控制器使能或者安全链因故障断开时，与轮毂超速继电器4相连的第一安全继电器6、第二安全继电器7、第三安全继电器8上线圈失去轮毂安全链使能信号，第一安全继电器6、第二安全继电器7、第三安全继电器8失电，分别与第一变桨驱动器1、第二变桨驱动器2、第三变桨驱动器3相连的第一安全继电器6、第二安全继电器7、第三安全继电器8的常开触头断开，触发第一变桨驱动器1、第二变桨驱动器2、第三变桨驱动器3同时自主控制各自伺服电机按照预设的速度-位置曲线顺桨，即:各变桨驱动器自主控制叶片以nj /s的速度顺桨至α 1；以n2° /s的速度顺桨至α 2，再按照匀减速速度规划顺桨至顺桨位置。其中I^n2分别为二种不同的顺桨速度，αι、Ci2分别为不同顺桨速度切换的角度位置；同时将轮毂安全链信号反馈给主控制器。
【权利要求】
1.一种兆瓦级风力发电机组轮毂安全链，其特征在于:包括多个变桨驱动器、与变桨驱动器相对应的多个安全继电器、轮毂超速继电器和开关电源装置，所述多个变桨驱动器依次串接后与轮毂超速继电器相连，轮毂超速继电器分别与多个安全继电器相连后接地，每个安全继电器均并接有一二极管，使能信号依次经多个变桨驱动器、轮毂超速继电器后送入多个安全继电器，所述开关电源装置分别与多个变桨驱动器、轮毂超速继电器相连，每个变桨驱动器与开关电源装置连接的回路中串接有与当前变桨驱动器相对应的安全继电器的常开触点。
2.一种如权利要求1所述的兆瓦级风力发电机组轮毂安全链的控制方法，包括以下步骤: 1)控制器发出使能信号至安全链，使能信号经过第一变桨驱动器，判断使能信号是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点第二变桨驱动器；按照上述判断方法依次判断使能信号经过第二变桨驱动器、第三变桨驱动器…第N变桨驱动器时是否中断，若中断，则安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机，若没有中断，则继续运行到安全链下一串联节点的变桨驱动器；直至使能信号经过第N个变桨驱动器没有中断，使能信号继续运行到安全链下一串联节点轮毂超速继电器； 2)使能信号经过轮毂超速继电器时，判断轮毂转速是否超过22.5rpm，若是，则轮毂超速继电器常开触头断开，安全链中断，风电机组执行自主顺桨停机；若不是，则轮毂超速继电器常开触头保持闭合，安全链系统保持正常使能，风电机组正常运行。
【文档编号】F03D7/00GK104405582SQ201410639116
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】周腊吾, 石建, 陈浩, 张磊 申请人:湖南世优电气股份有限公司