專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全控制領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組除了有主控系統(tǒng)制系統(tǒng)的安全控制策略，還有一套獨(dú)立于主控系統(tǒng)制系統(tǒng)的安全系統(tǒng)，也稱為安全鏈，其執(zhí)行級(jí)別高 于主控系統(tǒng)制系統(tǒng)的執(zhí)行級(jí)別。安全系統(tǒng)將所有威脅風(fēng)機(jī)安全的嚴(yán)重故障點(diǎn)通過安全繼電器接入，包括緊急停機(jī)、超速檢測(cè)、扭纜限位開關(guān)、振動(dòng)檢測(cè)等。一旦安全鏈斷開，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組會(huì)瞬間脫網(wǎng)，并執(zhí)行緊急順槳，從而最大限度地保證機(jī)組的安全。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)工作的安全可靠性已成為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能否發(fā)揮作用，甚至成為風(fēng)電場(chǎng)長期安全可靠運(yùn)行的重大問題，所以安全鏈控制系統(tǒng)的安全保護(hù)動(dòng)作尤其重要。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出緊急停機(jī)命令后，葉片緊急順槳，同時(shí)為了減少對(duì)傳動(dòng)鏈及機(jī)組的沖擊力，讓機(jī)組快速、完全的停下來，需要在特定的時(shí)候啟動(dòng)高速軸剎車，使風(fēng)電機(jī)組完全停止下來?，F(xiàn)有發(fā)出命令的系統(tǒng)一般是直接通過主控系統(tǒng)來控制高速軸剎車的制動(dòng)和釋放，但如果主控系統(tǒng)突然失效的話，通訊中斷，則高速軸剎車不會(huì)動(dòng)作，這可能會(huì)對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重的損害。而如果額外增加硬件接進(jìn)安全系統(tǒng)，則會(huì)增加機(jī)組的成本。由此可見，上述現(xiàn)有的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種可保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在主控系統(tǒng)失效的情況下仍然能安全、快速的停機(jī)，保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全，而且不用額外增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的硬件成本的新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，使其可保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在主控系統(tǒng)失效的情況下仍然能安全、快速的停機(jī)，保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全，而且不用額外增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的硬件成本，從而克服現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)的不足。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，包括發(fā)出急停信號(hào)的緊急停機(jī)觸發(fā)模塊；對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在檢測(cè)到葉輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值時(shí)，向安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊發(fā)送信號(hào)的主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊；根據(jù)急停信號(hào)觸發(fā)緊急順槳和變頻器脫網(wǎng)，并在主控系統(tǒng)有效且轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出制動(dòng)指令，或者在主控系統(tǒng)失效時(shí)延時(shí)一定時(shí)間即發(fā)出制動(dòng)指令的安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊；根據(jù)安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊的制動(dòng)指令改變壓力的液壓系統(tǒng)；以及由液壓系統(tǒng)的壓力變化控制啟動(dòng)、釋放的高速軸剎車。[0008]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊包括信號(hào)接收模塊、邏輯控制模塊和延時(shí)模塊。所述的安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊采用可編程安全控制器。采用這樣的設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、當(dāng)機(jī)組的緊急停機(jī)信號(hào)被觸發(fā)后，直接通過安全系統(tǒng)來觸發(fā)高速軸剎車制動(dòng)；2、當(dāng)機(jī)組觸發(fā)緊急停機(jī)后，在主控系統(tǒng)沒有失效的時(shí)候，通過接收從主控系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值的信號(hào)與緊急停機(jī)信號(hào)相與之后決定是否來發(fā)送給液壓系統(tǒng)來啟動(dòng)高速軸剎車，這能保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在一個(gè)比較小的轉(zhuǎn)速時(shí)高速軸剎車再動(dòng)作，從而保證了機(jī)組不會(huì)因?yàn)楦咚賱x車而引起傳動(dòng)鏈或其它部件的大振動(dòng)或損壞，保證了機(jī)組安全停 機(jī)；3、當(dāng)機(jī)組觸發(fā)緊急停機(jī)后，在主控系統(tǒng)失效的時(shí)候，采用延時(shí)模塊直接延時(shí)后就啟動(dòng)高速軸剎車，即使主控系統(tǒng)發(fā)生任何故障，都不影響風(fēng)機(jī)快速的回到安全狀態(tài)，從而最大程度的保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全。

上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是本實(shí)用新型一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)的組成示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖I所示，本實(shí)用新型一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，包括緊急停機(jī)觸發(fā)模塊、主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊、安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊、液壓系統(tǒng)及高速軸剎車。其中，緊急停機(jī)觸發(fā)模塊通過硬接線連接到安全系統(tǒng)，主控系統(tǒng)速度檢測(cè)模塊也連接到安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊，安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊再與液壓系統(tǒng)連接，液壓系統(tǒng)根據(jù)壓力的變化來決定是否啟動(dòng)高速軸剎車。具體來說，緊急停機(jī)觸發(fā)模塊用于發(fā)出急停信號(hào)，其信號(hào)來源于機(jī)艙或塔底的緊急停機(jī)按鈕、主控系統(tǒng)軟件中的緊急停機(jī)命令、遠(yuǎn)程緊急停機(jī)命令等，其中任何一個(gè)發(fā)出緊急停機(jī)命令，機(jī)組都會(huì)進(jìn)行緊急停機(jī)。當(dāng)緊急停機(jī)觸發(fā)信號(hào)恢復(fù)到高電平信號(hào)后，觸發(fā)高速軸剎車釋放。主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊，可以在進(jìn)行緊急停機(jī)的時(shí)候?qū)θ~輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到葉輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定的閾值的時(shí)候，就向安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊發(fā)送一個(gè)轉(zhuǎn)速滿足要求的信號(hào)。安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊，專門用來處理機(jī)組的緊急停機(jī)，一般采用可編程的安全控制器來實(shí)現(xiàn)，包括一個(gè)信號(hào)接收模塊、一個(gè)邏輯控制模塊和一個(gè)延時(shí)模塊，信號(hào)接收模塊接收到所述緊急停機(jī)信號(hào)，觸發(fā)緊急順槳和變頻器脫網(wǎng)，在主控系統(tǒng)沒有失效的情況下，如果信號(hào)接收模塊接收到主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊發(fā)出的轉(zhuǎn)速低于某個(gè)閾值的信號(hào)，則觸發(fā)液壓系統(tǒng)改變壓力來啟動(dòng)高速軸剎車。如果主控系統(tǒng)失效，直接通過延時(shí)模塊觸發(fā)液壓系統(tǒng)改變壓力來啟動(dòng)高速軸剎車。液壓系統(tǒng)接收到安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊傳來的讓高速軸剎車制動(dòng)的命令后，改變壓力使高速軸剎車制動(dòng)。本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)施過程包括以下步驟A.機(jī)組運(yùn)行時(shí)，安全系統(tǒng)持續(xù)發(fā)出高電平信號(hào)。B.當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊的信號(hào)接收模塊接收到持續(xù)的低電平信號(hào)，表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的緊急停機(jī)信號(hào)被觸發(fā)，安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊根據(jù)急停信號(hào)觸發(fā)緊急順槳和變頻器脫網(wǎng)，同時(shí)對(duì)主控系統(tǒng)是否有效、轉(zhuǎn)速是否低于設(shè)定閾值進(jìn)行判斷；Cl.同時(shí)，在主控系統(tǒng)沒有失效的時(shí)候，急停信號(hào)、信號(hào)接收模塊接收到的主控系統(tǒng)發(fā)出的轉(zhuǎn)速低于某個(gè)閾值的信號(hào)、主控系統(tǒng)有效信號(hào)進(jìn)行邏輯“與”，根據(jù)相與之后的信 號(hào)來觸發(fā)液壓系統(tǒng)改變壓力來啟動(dòng)高速軸剎車。C2.如果主控系統(tǒng)失效，直接將急停信號(hào)、主控系統(tǒng)有效信號(hào)進(jìn)行邏輯“與”，再通過延時(shí)模塊延時(shí)一定時(shí)間觸發(fā)液壓系統(tǒng)改變壓力來啟動(dòng)高速軸剎車。D.當(dāng)機(jī)組故障被排除，正常啟動(dòng)后，安全系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，持續(xù)的發(fā)出高電平信號(hào)，液壓系統(tǒng)接收到高電平信號(hào)，壓力釋放，高速軸剎車釋放。其中，急停信號(hào)來源于機(jī)艙或塔底的緊急停機(jī)按鈕、主控系統(tǒng)的緊急停機(jī)命令或者遠(yuǎn)程緊急停機(jī)命令。當(dāng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行緊急停機(jī)時(shí)，本實(shí)用新型根據(jù)安全系統(tǒng)輸出的信號(hào)來決定是否制動(dòng)高速軸剎車。主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊用來檢測(cè)葉輪轉(zhuǎn)速是否低于設(shè)定閾值，如果葉輪的轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值，向安全系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值的信號(hào)。當(dāng)安全系統(tǒng)接收到緊急停機(jī)信號(hào)，觸發(fā)緊急順槳和變頻器脫網(wǎng)，在主控系統(tǒng)沒有失效的時(shí)候，如果接收到從主控系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值的信號(hào)，則觸發(fā)液壓系統(tǒng)來啟動(dòng)高速軸剎車；在主控系統(tǒng)失效的時(shí)候，直接延時(shí)一定時(shí)間就觸發(fā)液壓系統(tǒng)來啟動(dòng)高速軸剎車。從而避免了因?yàn)橹骺叵到y(tǒng)的失效而無法啟動(dòng)高速軸剎車的情況，提高了機(jī)組在惡劣環(huán)境下的安全保護(hù)能力，不需要額外增加機(jī)組的硬件成本，因而適于廣泛應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)中。上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí)用新型。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括 發(fā)出急停信號(hào)的緊急停機(jī)觸發(fā)模塊； 對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在檢測(cè)到葉輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值時(shí)，向安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊發(fā)送信號(hào)的主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊； 根據(jù)急停信號(hào)觸發(fā)緊急順槳和變頻器脫網(wǎng)，并在主控系統(tǒng)有效且轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出制動(dòng)指令，或者在主控系統(tǒng)失效時(shí)延時(shí)后發(fā)出制動(dòng)指令的安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊；根據(jù)安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊的制動(dòng)指令改變壓力的液壓系統(tǒng)；以及由液壓系統(tǒng)的壓力變化控制啟動(dòng)、釋放的高速軸剎車。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊包括信號(hào)接收模塊、邏輯控制模塊和延時(shí)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的安 全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊采用可編程安全控制器。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組緊急停機(jī)控制系統(tǒng)，包括發(fā)出急停信號(hào)的緊急停機(jī)觸發(fā)模塊；對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并在檢測(cè)到葉輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值時(shí)，向安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊發(fā)送信號(hào)的主控系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊；根據(jù)急停信號(hào)觸發(fā)緊急順槳和變頻器脫網(wǎng)，并在主控系統(tǒng)有效且轉(zhuǎn)速低于設(shè)定閾值時(shí)發(fā)出制動(dòng)指令，或者在主控系統(tǒng)失效時(shí)延時(shí)后即發(fā)出制動(dòng)指令的安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊；根據(jù)安全系統(tǒng)緊急停機(jī)模塊的制動(dòng)指令改變壓力的液壓系統(tǒng)；以及由液壓系統(tǒng)的壓力變化控制啟動(dòng)的高速軸剎車。本實(shí)用新型可保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在主控系統(tǒng)失效的情況下仍然能安全、快速的停機(jī)，保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全，而且不用額外增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的硬件成本。
文檔編號(hào)F03D7/00GK202645850SQ20122033666
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者劉永紅, 孫黎翔, 張大同, 潘磊 申請(qǐng)人:國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司