一种防止风机飞车的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风力发电机技术领域，特别是涉及一种防止风机飞车的控制方法。
【背景技术】
[0002]目前大多风力发电机组防止风机飞车的办法是，在额定风速以上的时候，通过变桨系统将叶片的桨距角变大，减少叶片对风能的利用，使叶轮的转速降低。但是在风机的运行过程中，由于各种各样的原因(例如变频器过流停止工作、变桨电机故障、后备电源容量降低等)造成了风机的飞车，由于风机处于不可控状态，人员不敢靠近风机，只能任由风机在风力的作用下不断增高转速直至损坏。给业主、整机厂商造成了较大的人员和财产的损失。
【发明内容】
[0003]针对上述存在的技术问题，本发明提供一种防止风机飞车的控制方法。它能够自动的及时的处理飞车危险情况。
[0004]本发明的目的是:风机的桨叶桨距角不可控的时候，风机往往刚开始的转速，并不是一定长期高于额定转速。第一原因:是当时的风速并不一定长时间大于额定风速；第二个原因:桨叶桨距角不可控刚开始的时候，如果其转速在变流器可承受的范围，叶轮将收到发电机电磁转矩的制衡，而不会迅速的转速上升，只有当长时间过高的转速超出变流器可承受的电流，变频器控制系统会为了保护自己而封锁PWM脉冲，使其停止工作或者IGBT炸毁，这就造成了进一步的转速迅速上升，此时，风机的叶轮在风力的作用下进行空转，远远超过额定转速。
[0005]风机的叶轮只有在正对风的时候，才能最大的利用风能。如果与正对风向有一定角度的偏差(比如40度)，叶轮叶片对风力的利用率将迅速的降低，风机的叶轮的转速将迅速的降低，甚至停止转动。本发明的目的就是通过修改控制策略判断风机在飞车的状态的时候，进行延时并启动防飞车自动偏航功能以及防飞车手动远程SCADA偏航控制功能。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]本发明一种防止风机飞车的控制方法，包括如下步骤:
[0008]第一步:通过风机的主控制器对叶轮及发电机的转速进行实时的监控，判断发电机的转速是否超过1.1倍额定转速，或者，叶轮转速是否超过1.1倍额定转速/齿轮箱速比，如未超过，继续监控，如超过，进行下一步；第二步:给主控制器的一个高电平，即信号输入点的电压从OV跳转到24V，当输入信号由OV跳转到24V时，触发控制程序中的定时器，进行计时；
[0009]第三步:判断定时器计时是否超过风机设计允许超速1.1倍额定转速时间的1.5倍，如未超过，继续计时；如果超过且定时器控制端子一直是高电平，主控制器需要自动启动偏航系统，偏航角度为当前正对风向角度的垂直方向，即:设当前正对风向角度为Θ，启动偏航系统，停止角度为Θ ±90° ;
[0010]第四步:判断风机飞车自动偏航停止角度是否大于风机飞车前的对风角度±90度；如否，则继续启动自动偏航系统；如是，则主控制器停止偏航，报出风机过速、风机飞车故障并由本地以及SCADA(数据采集与监视控制系统)远程显示。
[0011]进一步地，在所述远程SCADA系统，还添加有高权限的手动远程偏航控制模块，通过光纤系统与风机主控制器连接，将SCADA传输的偏航指令通过风电场的光纤系统，传输至飞车的风机的主控制器中，进行偏航。
[0012]本发明的有益效果为:
[0013]本发明增加了严密的防止飞车的具体方法，并且其实现的方法较为简单，成本较低，现有的硬件系统几乎不用改动，只是在主控PLC中增加部分程序。其能够自动的及时的处理飞车危险情况。
【附图说明】
[0014]图1为本发明控制流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例和附图对本发明作进一步详述。
[0016]实施例:如图1所示，本发明一种防止风机飞车的控制方法，包括如下步骤:
[0017]第一步:通过风机的主控制器对叶轮及发电机的转速进行实时的监控，判断发电机的转速是否超过1.1倍额定转速，或者，叶轮转速是否超过1.1倍额定转速/齿轮箱速比，如未超过，继续监控，如超过，进行下一步；
[0018]第二步:给主控制器的一个高电平，即信号输入点的电压从OV跳转到24V，当输入信号由OV跳转到24V时，触发控制程序中的定时器，进行计时；
[0019]第三步:判断定时器计时是否超过风机设计允许超速1.1倍额定转速时间的1.5倍，如未超过，继续计时；如果超过且定时器控制端子一直是高电平，主控制器需要自动启动偏航系统，偏航角度为当前正对风向角度的垂直方向，即:设当前正对风向角度为Θ，启动偏航系统，停止角度为Θ ±90° ;
[0020]第四步:判断风机飞车自动偏航停止角度是否大于风机飞车前的对风角度±90度；如否，则继续启动自动偏航系统；如是，则主控制器停止偏航，报出风机过速、风机飞车故障并由本地以及SCADA(数据采集与监视控制系统)远程显示。
[0021]在所述远程SCADA系统，还添加有高权限的手动远程偏航控制模块，通过光纤系统与风机主控制器连接，将SCADA传输的偏航指令通过风电场的光纤系统，传输至飞车的风机的主控制器中，进行偏航。如果防止飞车的自动偏航功能失效或者在风电场监控室的值班人员，及时的发现并识别了飞车的状态，其可以通过手动远程SCADA偏航控制功能，在SCADA的软件中输入Θ ±90°的角度(最好通过几次偏航达到预定位置)，直到风机叶轮停止转动为止。
【主权项】
1.一种防止风机飞车的控制方法，其特征在于:包括如下步骤: 第一步:通过风机的主控制器对叶轮及发电机的转速进行实时的监控，判断发电机的转速是否超过1.1倍额定转速，或者，叶轮转速是否超过1.1倍额定转速/齿轮箱速比，如未超过，继续监控，如超过，进行下一步； 第二步:给主控制器的一个高电平，即信号输入点的电压从OV跳转到24V，当输入信号由OV跳转到24V时，触发控制程序中的定时器，进行计时； 第三步:判断定时器计时是否超过风机设计允许超速1.1倍额定转速时间的1.5倍，如未超过，继续计时；如果超过且定时器控制端子一直是高电平，主控制器需要自动启动偏航系统，偏航角度为当前正对风向角度的垂直方向，即:设当前正对风向角度为Θ，启动偏航系统，停止角度为Θ ±90° ; 第四步:判断风机飞车自动偏航停止角度是否大于风机飞车前的对风角度±90度；如否，则继续启动自动偏航系统；如是，则主控制器停止偏航，报出风机过速、风机飞车故障并由本地以及SCADA(数据采集与监视控制系统)远程显示。2.根据权利要求1所述防止风机飞车的控制方法，其特征在于:在所述远程SCADA系统，还添加有高权限的手动远程偏航控制模块，通过光纤系统与风机主控制器连接，将SCADA传输的偏航指令通过风电场的光纤系统，传输至飞车的风机的主控制器中，进行偏航。
【专利摘要】一种防止风机飞车的控制方法，属于风力发电机技术领域。包括通过风机的主控制器对叶轮及发电机的转速进行实时的监控，判断发电机的转速是否超过1.1倍额定转速，或叶轮转速是否超过1.1倍额定转速/齿轮箱速比，超过时，给主控制器一个高电平，触发控制程序中的定时器，进行计时；定时器计时超过风机设计允许超速1.1倍额定转速时间的1.5倍时，且定时器控制端子一直是高电平，主控制器会自动启动偏航系统，偏航角度为当前正对风向角度的负方向；在风机飞车自动偏航停止角度大于风机飞车前的对风角度±90度；主控制器停止偏航，报出风机过速、风机飞车故障并进行本地以及SCADA远程显示。本发明能够自动及时的处理飞车危险情况。
【IPC分类】F03D7/00
【公开号】CN105041568
【申请号】CN201510541962
【发明人】明军, 胡明清, 王云涛, 蔡晓峰, 韦永清
【申请人】沈阳华创风能有限公司, 青岛华创风能有限公司, 通辽华创风能有限公司, 宁夏华创风能有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月28日