(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710351511.1
(22)申请日 2017.05.18
(71)申请人 国电联合动力技术有限公司
地址 100000 北京市海淀区西四环中路16
号院1号楼8层
(72)发明人 褚景春 张兴 袁凌 李强
王小虎 潘磊 汪正军
(74)专利代理机构 北京方韬法业专利代理事务
所 11303
代理人 朱丽华
(51)Int.Cl.
F03D 7/00(2006.01)
(54)发明名称一种风电机组的紧急收桨方法(57)摘要本发明公开了一种风电机组的紧急收桨方法，所述方法采用非恒定变桨速度实现风电机组紧急工况下的收桨动作。具体包括：(1)预先设定包括不同变桨速度和与其相对应的变桨时间的收桨控制程序；(2)判断风电机组所处工况是否满足启动收桨控制程序的条件，若满足则执行所述收桨控制程序；若不满足则继续进行风电机组工况的监测。所述方法还包括故障保护步骤。本发明通过预先设置的收桨控制程序，在符合紧急停机工况时，采用非恒定变桨速度进行收 桨动作，减少了由于风况和风点机组的共振频率导致的对风电机组的冲击，使其更好的保证风电机组紧急停机中的安全性，降低塔筒生产成本，增强风电机组的安全性能，为风电机组进一步大型化
打下基础。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 106968886 A 2017.07.21
C N 106968886
A
1.一种风电机组的紧急收桨方法，其特征在于，所述方法采用非恒定变桨速度实现风电机组紧急工况下的收桨动作。
2.根据权利要求1所述的风电机组的紧急收桨方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)预先设定包括不同变桨速度和与其相对应的变桨时间的收桨控制程序；
(2)判断所述风电机组所处工况是否满足启动所述收桨控制程序的条件，若满足，则开始执行所述收桨控制程序；若不满足，则继续进行所述风电机组工况的监测。
3.根据权利要求2所述的风电机组的紧急收桨方法，其特征在于，所述步骤(1)中收桨控制程序包括三个
收桨时间段，第一个收桨时间段的变桨速度为V1，变桨时间为t1，第二个收桨时间段的变桨速度为V2，变桨时间为t2，第三个收桨时间段的变桨速度与第一个收桨时间段的变桨速度相同，变桨时间为直至叶片收桨成功。
4.根据权利要求3所述的风电机组的紧急收桨方法，其特征在于，所述变桨速度V1为所述风电机组正常紧急停机时的收桨速度，其中，所述变桨速度V2小于变桨速度V1。
5.根据权利要求2所述的风电机组的紧急收桨方法，其特征在于，所述变速率收桨方法还包括故障保护步骤，所述故障保护步骤为：
在执行所述收桨控制程序中，若风电机组主控系统判断出所述收桨控制程序失效，则及时切换到正常的紧急停机模式，以恒定速度完成收桨动作。
权 利 要 求 书1/1页CN 106968886 A
一种风电机组的紧急收桨方法
技术领域
[0001]本发明涉及风电机组变桨技术领域，特别是涉及一种风电机组的紧急收桨方法。
背景技术
[0002]随着传统化石燃料能源储量的不断减少和新能源技术的迅猛发展，风力发电在世界范围内已被广泛应用，风力发电装机容量逐年增长。风力发电机组数量的大量增加，导致风力发电机组所安装的环境和面对的风况更加复杂，能够使用的风资源区域越来越少，这就对风力发电机组适应低风速，高功率的新要求提出了新的要求和挑战。 [0003]适应低风速要求风力发电机组叶片和单机容量的大型化，这导致叶轮直径越来越大，风力发电机组受到的载荷冲击增大，这给风力发电机组的安全性和塔筒强度及生产成本带来新的巨大挑战。
[0004]目前的风力发电机组在发生故障紧急停机时采用恒定的变桨速度进行收桨到安全位置，风力发电机组会受到较大载荷冲击，增加了风电机组的不安全性，且提高了风电机组塔筒的生产成本。
[0005]本发明就是在此基础上创设一种风电机组的紧急收桨方法，使其可以更大的保证风电机组在紧急停机的过程中的安全性能，减少由于风况和风点机组的共振频率造成的对风电机组的冲击，降低塔筒的生产成本，增强风力发电机组的安全性能。
发明内容
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组的紧急收桨方法，使其保证风电机组在紧急停机过
程中的安全性能，减少由于风况和风点机组的共振频率造成的对风电机组的冲击，降低塔筒的生产成本，增强风力发电机组的安全性能，从而克服现有的风电机组紧急停机时收桨方法的不足。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组的紧急收桨方法，所述方法采用非恒定变桨速度实现风电机组紧急工况下的收桨动作。
[0008]作为本发明的一种改进，所述方法包括如下步骤：
[0009](1)预先设定包括不同变桨速度和与其相对应的变桨时间的收桨控制程序；[0010](2)判断所述风电机组所处工况是否满足启动所述收桨控制程序的条件，若满足，则开始执行所述收桨控制程序；若不满足，则继续进行所述风电机组工况的监测。[0011]进一步改进，所述步骤(1)中收桨控制程序包括三个收桨时间段，第一个收桨时间段的变桨速度为V1，变桨时间为t1，第二个收桨时间段的变桨速度为V2，变桨时间为t2，第三个收桨时间段的变桨速度与第一个收桨时间段的变桨速度相同，变桨时间为直至叶片收桨成功
[0012]进一步改进，所述变桨速度V1为所述风电机组正常紧急停机时的收桨速度，其中，所述变桨速度V2小于变桨速度V1。
[0013]进一步改进，所述变速率收桨方法还包括故障保护步骤，所述故障保护步骤为：在
执行所述收桨控制程序中，若风电机组主控系统判断出所述收桨控制程序失效，则及时切换到正常的紧急停机模式，以恒定速度完成收桨动作。
[0014]采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
[0015]本发明风电机组变速率收桨方法，通过预先设置的收桨控制程序，在符合紧急停机工况时，采用非恒定变桨速度进行收桨动作，能有利减少由于风况和风点机组的共振频率共振造成的对风电机组的冲击，使其可以更大的保证风电机组在紧急停机的过程中的安全性能，降低塔筒的生产成本，增强风力发电机组的安全性能，并为风力发电机组进一步大型化打下基础。
附图说明
[0016]上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0017]图1是本实施例风电机组的紧急收桨方法的原理示意图。
具体实施方式
[0018]参照附图1所示，本发明风电机组的紧急收桨方法，采用非恒定变桨速度实现风电机组紧急工况下的收桨动作。
[0019]具体步骤如下：
[0020](1)预先设定包括不同变桨速度和与其相对应的变桨时间的收桨控制程序。[0021]该收桨控制程序在风电机组维护状态下被写入风电机组的变桨控制器或者驱动控制器中，通过对目前风力发电机组载荷和安全性能及变桨控制器的性能评估研究，认为将变速率收桨过程分为3个部分，具体见附图1，即按照变桨速度V1进行第一段收桨，收桨时间为t1，即从0到T1的时间段；按照变桨速度V2进行第二段收桨，收桨时间为t2，即从T1到T2的时间段；再按照变桨速度V1进行第三段收桨，直至叶片收桨完成。其中，该变桨速度V2小于变桨速度V1。
[0022]实际操作中，可将变桨速度V1直接采用正常紧急停机的收桨速度，因此只需要设定t1、t2和V2这3个参数。当然该t1、t2、V1、V2均可根据风力发电机组的性能和所处工况的不同具体设定。
[0023](2)判断该风电机组所处工况是否满足启动该收桨控制程序的条件，若满足，则开始执行该收桨控制程序；若不满足，则继续进行风电机组工况的监测。
[0024]本实施例以电网掉电的极限工况为例对本发明进行详细叙述，不应理解为是对本发明的任何限制。具体描述如下：
[0025]A、电网断电判断
[0026]当主控系统检测到电网断电后，向变桨系统提供一个“电网断电信号”，变桨系统也可以自行判断电网断电，但应确保判断准确可靠，在低电压穿越时不会误动作。[0027]B、变速率收桨功能参数设定
[0028]为确保风电机组的运行安全，在风电机组维护状态下，对主控系统中t1、t2、V2这三个参数进行设定，并且需要同时修改“参数修改使能信号”。
[0029]还为了进一步保证风电机组的运行安全，该主控系统对这三个参数值范围做出限
制，如果设定的参数值超出限定范围，将不能设定并输出至变桨系统；同时变桨系统也需要对参数值做出限制，如果收到的参数值超过限值，将不能修改参数的数值。并且变桨系统应具有断电保存功能，即变桨系统PLC断电后再次上电时，应维持主控修改后的参数值。[0030]本发明风电机组的紧急收桨方法还包括故障保护步骤，即如果在变速率收桨过程中发生故障，导致不能进行变速率收桨功能，此时需要能够判断变速率收桨失效，及时切换到正常的紧急停机模式，以恒定速度收桨到安全位置以确保风力发电机组的安全。[0031]本发明风电机组的紧急收桨方法应用在超低风速大叶片风力发电机组的实际运行中，效果良好，并证明采用2种变桨速率可以满足变速率收桨的要求，当然，还可以根据实际工况设定3种及以上的变桨速率，以满足不同极限工况下紧急停机的安全需求。[0032]本发明风电机组的紧急收桨方法，具有以下优点：
[0033] 1.可以根据风力发电机组的特性，在紧急情况下通过变速率收桨有效避开风力发电机组塔筒的共
振频率点，降低机组塔筒载荷，有效提升机组运行的安全性能。
[0034] 2.在风力发电机组大型化的过程中，由于叶片长度的不断加长，叶轮直径的不断加大，机组受到的载荷越来越大，采用变速率收桨可以有效降低机组受到的极限载荷，降低塔筒等相关设备的设计生产成本，为机组向更大叶片发展打下基础。
[0035]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
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