專利名稱：一種小風電控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種小風電控制裝置，屬于風電并網發(fā)電技術領域。
背景技術：

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種小風電控制裝置，便于推廣應用，節(jié)能環(huán)保，降低成本，解決背景技術中存在的上述問題。本發(fā)明的技術方案是一種小風電控制裝置，包括系統(tǒng)控制器、風能控制器、偏航系統(tǒng)、大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器通過本地界面和遠程界面進行數據命令交換，風機控制器采集風機的風速、風向、機艙方向、電壓和電流信號送入系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器針對采集到的數據對風機組各個環(huán)節(jié)進行控制，通過偏航系統(tǒng)進行偏航操作，通過大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)進行保護。本發(fā)明的系統(tǒng)控制器是ATmegaUS單片機，具有價格低、擴展口多、雙串口等特點，還具有EEPROM可存儲控制參數。所說的風機控制器時時采集風機的風速、風向、機艙方向、電壓和電流信號，經過計算處理通過通訊單元，RS485通訊傳輸給系統(tǒng)控制器ATmegaUS中。系統(tǒng)控制器針對采集到的數據對風機組各個環(huán)節(jié)進行控制。本發(fā)明在風速穩(wěn)定地不低于3m/s時進行偏航操作，在風速小于8m/s、機艙方向角大于3000°或小于600°時進行解纜操作，風速超過lOm/s時或電流過流時進行保護。本發(fā)明通過RS232與液晶屏通訊，顯示相關信息；通過遠程通訊時時監(jiān)控風機運行狀態(tài)。其中機艙方向采集使用高精度電位器，通過計算得到電位器的電阻值，來確定機艙的現在方位，同時判斷是否繳纜。大風保護系統(tǒng)，在風速超過定值(如lOm/s)時，使風機和風向偏差90°，防止槳葉轉速過快，從而保護發(fā)電機。過流保護系統(tǒng)，在交流電流大于電機滿功率電流時，使風機和風向偏差一定角度， 在滿足滿功率發(fā)電的情況下，防止槳葉轉速過快，從而保護發(fā)電機。本發(fā)明具有故障處理功能，故障的診斷一是根據機組電氣部分測量值的大小，二是根據安裝在風機各主要部件的傳感器反饋的開關信號；在檢測完各種故障進行綜合處理；待機故障消除后持續(xù)30min內都沒有故障，清除系統(tǒng)當前的故障狀態(tài)為自動運行狀態(tài)， 否則保持原來的狀態(tài)不變。本發(fā)明具有解纜功能，解纜動作的執(zhí)行機構也是偏航電機，解纜動作的條件是 (1)發(fā)生了過纏繞故障，或在風速不超過一定值(如10m/S)時發(fā)生了纏繞故障；(2)纏繞故障是根據機艙方向角作為判定依據。如在風速小于8m/s，機艙方向角大于3000°或小于 600°時；由于處于過纏繞時，如再纏繞下去就會造成重大事故，所以一旦檢測到過纏繞故障，主控制器報故障，接下來的偏航動作被禁止，從而防止了電纜進一步纏繞。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明具有如下功能故障處理；偏航功能；解纜功能 ’大風保護；電機過載保護；便于推廣應用，節(jié)能環(huán)保，降低成本。


圖1為本發(fā)明結構示意圖； 圖2為主程序流程圖； 圖3為偏航流程圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。在實施例中，一種小風電控制裝置，包括系統(tǒng)控制器、風能控制器、偏航系統(tǒng)、大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器通過本地界面和遠程界面進行數據命令交換，風機控制器采集風機的風速、風向、機艙方向、電壓和電流信號送入系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器針對采集到的數據對風機組各個環(huán)節(jié)進行控制，通過偏航系統(tǒng)進行偏航操作，通過大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)進行保護。系統(tǒng)控制器對風力發(fā)電機組的運動過程進行控制。上電后，系統(tǒng)控制器的軟件運行可以分為以下幾個階段
(1)初始化系統(tǒng)控制器首先初始化內部的各芯片，確保主芯片的正常工作。而后，將機組置于待機狀態(tài)，同時加載主運行參數及系統(tǒng)保護限值，運行各個測量單元和傳感器，丟棄測量單元剛開始工作時的錯誤數據，幾秒鐘后，各測量單元即可以實現準確測量。(2)自檢系統(tǒng)控制器將機組置于待機狀態(tài)，運行各個測量單元及故障檢測單元， 如果測得故障，則進行故障保護，待故障消除后，可以進入下一階段的運行。(3)正式運行系統(tǒng)控制器在自檢結束確認沒有故障后，將機組置于自動運行狀態(tài)，然后循環(huán)運行各個測量單元、故障檢測單元、保護動作的綜合決定子程序、各種動作機構(包括偏航機構、剎車機構、解纜機構)的控制命令發(fā)出子程序，從而實現對機組的控制。1、故障處理故障的診斷一是根據機組電氣部分測量值的大小，二是根據安裝在風機各主要部件的傳感器反饋的開關信號。在檢測完各種故障進行綜合處理。待機故障消除后持續(xù)30min內都沒有故障，清除系統(tǒng)當前的故障狀態(tài)為自動運行狀態(tài)，否則保持原來的狀態(tài)不變。2、偏航功能偏航功能的執(zhí)行機構是偏航電機，偏航電機的動作命令由系統(tǒng)控制器發(fā)出。(1)風速穩(wěn)定地不低于一定值(如3m/s)，風速太低的時候，即使風力機處于正對的迎風方向，風力機也不可能并網發(fā)電的，這個時候偏航不但沒有意義，而且會因為偏航電機的動作而消耗電網的電力。(2)未處于解纜的過程中，由于纏繞故障危害巨大，所以解纜比偏航更重要；另外，解纜的時候，機艙是要轉過至少10分鐘，所以這過程中肯定會出現風向不對正的信號，而這時候系統(tǒng)正處于停機故障狀態(tài)根本沒有并網發(fā)電，偏航也沒必要。3、解纜功能解纜動作的執(zhí)行機構也是偏航電機，解纜動作的條件是(1)發(fā)生了過纏繞故障，或在風速不超過一定值(如lOm/s)時發(fā)生了纏繞故障。(2)纏繞故障是根據機艙方向角作為判定依據。如在風速小于8m/s，機艙方向角大于3000°或小于600°時。 由于處于過纏繞時，如再纏繞下去就會造成重大事故。所以一旦檢測到過纏繞故障，主控制器報故障，接下來的偏航動作被禁止，從而防止了電纜進一步纏繞。4、大風保護功能大風保護動作的條件是在風速超過定值(如lOm/s)時，使風機和風向偏差90°，防止槳葉轉速過快，從而保護發(fā)電機。
5、電機過載保護功能電機過載保護動作的條件是在交流電流大于電機滿功率電流時，使風機和風向偏差一定角度，在滿足滿功率發(fā)電的情況下，防止槳葉轉速過快，從而保護發(fā)電機。
權利要求
1.一種小風電控制裝置，其特征在于包括系統(tǒng)控制器、風能控制器、偏航系統(tǒng)、大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器通過本地界面和遠程界面進行數據命令交換，風機控制器采集風機的風速、風向、機艙方向、電壓和電流信號送入系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器針對采集到的數據對風機組各個環(huán)節(jié)進行控制，通過偏航系統(tǒng)進行偏航操作，通過大風保護系統(tǒng)、 過流保護系統(tǒng)進行保護。
2.根據權利要求1所述之小風電控制裝置，其特征在于系統(tǒng)控制器是ATmegaUS單片機。
3.根據權利要求1或2所述之小風電控制裝置，其特征在于所說的風機控制器時時采集風機的風速、風向、機艙方向、電壓和電流信號，經過計算處理通過通訊單元，RS485通訊傳輸給系統(tǒng)控制器ATmegaUS中，系統(tǒng)控制器針對采集到的數據對風機組各個環(huán)節(jié)進行控制。
4.根據權利要求1或2所述之小風電控制裝置，其特征在于本發(fā)明在風速穩(wěn)定地不低于3m/s時進行偏航操作，在風速小于8m/s、機艙方向角大于3000°或小于600°時進行解纜操作，風速超過lOm/s時或電流過流時進行保護。
5.根據權利要求1或3所述之小風電控制裝置，其特征在于大風保護系統(tǒng)，在風速超過定值時，使風機和風向偏差90°，防止槳葉轉速過快，從而保護發(fā)電機。
6.根據權利要求1或3所述之小風電控制裝置，其特征在于過流保護系統(tǒng)，在交流電流大于電機滿功率電流時，使風機和風向偏差一定角度，在滿足滿功率發(fā)電的情況下，防止槳葉轉速過快，從而保護發(fā)電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小風電控制裝置，屬于風電并網發(fā)電技術領域。技術方案是包括系統(tǒng)控制器、風能控制器、偏航系統(tǒng)、大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器通過本地界面和遠程界面進行數據命令交換，風機控制器采集風機的風速、風向、機艙方向、電壓和電流信號送入系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器針對采集到的數據對風機組各個環(huán)節(jié)進行控制，通過偏航系統(tǒng)進行偏航操作，通過大風保護系統(tǒng)、過流保護系統(tǒng)進行保護。本發(fā)明具有如下功能故障處理；偏航功能；解纜功能；大風保護；電機過載保護；便于推廣應用，節(jié)能環(huán)保，降低成本。
文檔編號F03D7/00GK102235304SQ201110097298
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者侯建江, 楊華, 樊長在, 武衛(wèi)革, 王建民, 王淼, 趙志強 申請人:保定天威集團有限公司