专利名称：保证风电机组安全运行的控制方法
技术领域：
本发明属于风力发电领域，尤其是一种保证风电机组安全运行的控制方法。
背景技术：
针对当前能源危机和环境污染问题的日益严重，作为可再生能源的风力发电在世 界范围内得到了迅猛的发展，兆瓦级的风电机组也得到了越来越广泛的应用。风电机组是 一套具有自动调节、无人值守的全自动化设备，风电机组中的主控系统负责风电机组的速 度控制、变桨控制、功率控制、自动启动/停机、机组状态检测、事件记录等等工作。如果作 为风电机组核心的主控系统出现故障或瘫痪，风电机组将会失去控制，其运行安全会受到 严重威胁。目前，风电机组通常采用在主控系统与变桨系统之间安装一安全系统的方法来 实现对风电机组的保护，其存在的问题是安全系统仅在主控系统的控制下执行安全保护 功能，如果主控系统出现故障或死机后，安全系统并不能自动启动保护功能，在主控系统发 生故障到触发安全系统条件的一段时间内，风电机组中的所有设备会失去控制，使得风电 机组转速一直上升，导致齿轮箱润滑油不够、轴承温度过高、缺少发电机冷却风等问题的出 现，这些问题会对机组产生很大损害，在极限工况出现时，如果安全系统的触发条件(如超 速等)无法触发安全系统动作，风电机组将会出现毁灭性的灾难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种保证风电机组安全运行的控制 方法，该方法通过实时检测主控系统的脉冲信号来判断主控系统是否出现故障，并在主控 系统出现故障后能够及时、准确地控制风电机组安全停机。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种保证风电机组安全运行的控制方法，包括以下步骤(1)主控系统实时生成脉冲信号并向脉冲检测器发送；(2)脉冲检测器实时检测主控系统发出的脉冲信号，当脉冲检测器的检测结果出 现异常时执行步骤(3)，否则循环执行步骤(1)和(2)；(3)脉冲检测器向安全系统输出接点信号；(4)安全系统检测到接点信号后断开安全链并向变桨系统发送控制命令；(5)变桨系统接收控制命令后控制风电机组停机，实现对风电机组安全运行的有 效控制。而且，主控系统发出的脉冲信号的脉宽为500ms，该脉冲信号的占空比为1 1，该 脉冲信号的电压为24VDC。而且，所述的脉冲检测器的检测结果出现异常包括脉冲检测器接收不到脉冲信 号，或者脉冲检测器接收的脉冲信号频率与主控系统发出的脉冲信号频率不一致，或者脉 冲检测器接收的脉冲信号电压与主控系统发出的脉冲信号电压级别不一致。本发明的优点和积极效果是
1.本控制方法采用脉冲检测器实时检测主控系统的脉冲信号来判断主控系统是 否出现故障，当脉冲检测器的检测结果出现异常时即可判断主控系统出现故障并向安全系 统输出接点信号，由安全系统及变桨系统控制风电机组安全停机。该方法解决了在主控系 统出现故障后风电机组的失控问题，实现了对风电机组的有效保护，避免了对风电机组的 损害，保证了风电机组的安全运行。2.本控制方法对主控系统发生故障的判断方法简单，能够及时、准确地判断出主 控系统发生故障，在由于意外情况导致主控系统死机后，安全系统能够马上动作并及时发 出控制命令给变桨系统使风电机组安全停机。3.本发明设计合理，其通过实时检测主控系统的脉冲信号来判断主控系统是否出 现故障并在出现故障后能够及时地控制风电机组的安全停机，实现了对风电机组设备的有 效保护，保证了风电机组的安全运行。
图1是实现本发明的风电机组控制系统的控制原理框图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。一种保证风电机组安全运行的控制方法，是在原风电机组控制系统下实现的。实 现本发明的风电机组控制系统如图1所示，由主控系统、脉冲检测器、安全系统和变桨系统 依次连接构成，主控系统能够生成一定脉宽的脉冲信号，通过主控系统的脉冲信号输出端 与脉冲检测器的脉冲信号输入端相连接，脉冲检测器的输出端通过接点开关与安全系统的 输入端相连接，安全系统的输出端与变桨系统的输入端相连接，该安全系统采用的是失效 保护系统。该风电机组控制系统与现有的风电机组控制系统的区别在于在主控系统和安 全系统之间增加了一台脉冲检测器，主控系统能够不间断地输出一定脉宽的脉冲信号，脉 冲检测器可以实时检测主控系统发出的脉冲信号，如果脉冲检测器不能收到脉冲信号或收 到的脉冲信号不正常，则判断主控系统出现故障，通过脉冲检测器的输出端输出接点信号 给安全系统，由安全系统控制变桨系统将风电机组安全停机。一种保证风电机组安全运行的控制方法，包括以下步骤1、主控系统实时生成脉冲信号并向脉冲检测器发送。主控系统通过其内部的软件自动生成脉冲信号并通过主控系统的脉冲信号输出 端不间断地向脉冲检测器的发送，该脉冲信号的电压为24VDC，脉冲信号为脉宽为500ms， 该脉冲信号的占空比为1 1，即采用250ms高电平和250ms低电平的不间断脉冲信号。2、脉冲检测器实时检测主控系统发出的脉冲信号，当脉冲检测器的检测结果出现 异常时执行步骤3，否则循环执行步骤1和2。脉冲检测器实时接收主控系统发出的脉冲信号，如果脉冲检测器接收的信脉冲信 号与主控系统发出的脉冲信号完全一致，则认为主控系统工作正常，重复执行步骤1和步 骤2。如果脉冲检测器有下列情况(1)脉冲检测器接收不到脉冲信号；(2)脉冲检测器接 收的脉冲信号频率与主控系统发出的脉冲信号频率不一致；(3)脉冲检测器接收的脉冲信 号电压与主控系统发出的脉冲信号电压级别不一致，只要出现上述三种情况之一，即可认为主控系统出现故障，需要对风电机组进行停机处理，进入步骤3。3、脉冲检测器向安全系统输出接点信号，即主控系统出现异常情况(如死机、运 行中断等)时，将脉冲检测器与安全系统之间的开关接点断开以通知通知安全系统。4、安全系统检测到接点信号后断开安全链并向变桨系统发送控制命令，该控制命 令(EFC指令)在得电时应为正常状态，失电时表示发出紧急顺桨EFC指令，这可以保证接 线断开、电源中断等情况均能让桨叶紧急顺桨。5、变桨系统接收控制命令后控制风电机组停机，其具体过程为变桨系统检测到 控制命令(EFC指令)后进行掉电处理，断开市电电源，从后备电源供电，驱动桨叶到顺桨 位，让机组安全停机。通过以上步骤，可以及时地判断主控系统是否出现故障并在出现故障后能够及时 地控制风电机组的安全停机，实现了对风电机组设备的有效保护，保证了风电机组的安全 运行。需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并 不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出 的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
一种保证风电机组安全运行的控制方法，其特征在于包括以下步骤(1)主控系统实时生成脉冲信号并向脉冲检测器发送；(2)脉冲检测器实时检测主控系统发出的脉冲信号，当脉冲检测器的检测结果出现异常时执行步骤(3)，否则循环执行步骤(1)和(2)；(3)脉冲检测器向安全系统输出接点信号；(4)安全系统检测到接点信号后断开安全链并向变桨系统发送控制命令；(5)变桨系统接收控制命令后控制风电机组停机，实现对风电机组安全运行的有效控制。
2.根据权利要求1所述的保证风电机组安全运行的控制方法，其特征在于主控系 统发出的脉冲信号的脉宽为500ms，该脉冲信号的占空比为1 1，该脉冲信号的电压为 24VDC。
3.根据权利要求1所述的保证风电机组安全运行的控制方法，其特征在于所述的脉 冲检测器的检测结果出现异常包括脉冲检测器接收不到脉冲信号，或者脉冲检测器接收 的脉冲信号频率与主控系统发出的脉冲信号频率不一致，或者脉冲检测器接收的脉冲信号 电压与主控系统发出的脉冲信号电压级别不相等。
全文摘要
本发明涉及一种保证风电机组安全运行的控制方法，包括以下步骤包括以下步骤(1)主控系统实时生成脉冲信号并向脉冲检测器发送；(2)脉冲检测器实时检测主控系统发出的脉冲信号，当脉冲检测器的检测结果出现异常时执行步骤(3)，否则循环执行步骤(1)和(2)；(3)脉冲检测器向安全系统输出接点信号；(4)安全系统检测到接点信号后断开安全链并向变桨系统发送控制命令；(5)变桨系统接收控制命令后控制风电机组停机。本发明设计合理，其通过实时检测主控系统的脉冲信号来判断主控系统是否出现故障并在出现故障后能够及时地控制风电机组的安全停机，实现了对风电机组设备的有效保护，保证了风电机组的安全运行。
文档编号G05B19/04GK101893855SQ20091006894
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者包天元, 连而锦 申请人:天津瑞能电气有限公司