帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)及偏航方法
【專(zhuān)利摘要】一種帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)及偏航方法，屬于風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器、限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)、風(fēng)速風(fēng)向儀、偏航執(zhí)行器、偏航制動(dòng)器、偏航冗余控制器和信號(hào)采集傳輸裝置；所述信號(hào)采集傳輸裝置輸入端分別連接偏航系統(tǒng)的限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)及風(fēng)速風(fēng)向儀，輸出端通過(guò)偏航冗余控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器連接，偏航冗余控制器還分別連接偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，信號(hào)采集傳輸裝置將采集的風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)、限位信號(hào)、解纜信號(hào)，通過(guò)偏航冗余控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。本發(fā)明能夠在主控制器失靈或無(wú)法收槳的極端情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)偏航不對(duì)風(fēng)的保護(hù)功能，防止大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組倒落事故發(fā)生，保護(hù)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全、延長(zhǎng)了使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)及偏航方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)及偏航方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為了應(yīng)對(duì)全球性的能源危機(jī)和溫室效應(yīng)，加強(qiáng)了對(duì)可再生能源的開(kāi)發(fā)并提供了大量的優(yōu)惠政策，風(fēng)電進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，風(fēng)電的裝機(jī)規(guī)模大幅增長(zhǎng)，同時(shí)也暴露相應(yīng)的問(wèn)題；比如，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器控制失靈或由于故障超時(shí)無(wú)法及時(shí)收槳，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組倒落?，F(xiàn)有偏航系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器、偏航執(zhí)行機(jī)構(gòu)、偏航制動(dòng)機(jī)構(gòu)，限位開(kāi)關(guān)、解纜開(kāi)關(guān)、風(fēng)速風(fēng)向儀等；風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器通過(guò)采集風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)、解纜和限位開(kāi)關(guān)等信號(hào)進(jìn)行判斷，能夠進(jìn)行自動(dòng)偏航對(duì)風(fēng)和解纜和手動(dòng)偏航的功能，但如果出現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器死機(jī)或控制失靈的情況或者出現(xiàn)槳葉故障無(wú)法收回的極端情況，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于正對(duì)風(fēng)向，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速不斷增加，超出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的承受力使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組倒落。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，為了減少偏航噪聲污染和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組倒落事故的發(fā)生，本發(fā)明提供一種帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)及偏航方法，其增加偏航冗余控制器和信號(hào)采集傳輸裝置，具備極端情況下自動(dòng)偏離風(fēng)向的保護(hù)功能，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器、限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)、風(fēng)速風(fēng)向儀、偏航執(zhí)行器及偏航制動(dòng)器，還包括偏航冗余控制器和信號(hào)采集傳輸裝置；所述信號(hào)采集傳輸裝置輸入端分別連接偏航系統(tǒng)的限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)及風(fēng)速風(fēng)向儀，信號(hào)采集傳輸裝置將采集的風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)、限位信號(hào)、解纜信號(hào)進(jìn)行處理，輸出端與偏航冗余控制器實(shí)時(shí)通信；偏航冗余控制器與主控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，主控制器和偏航冗余控制器均分別連接偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，并且在控制偏航動(dòng)作方面是互鎖關(guān)系。
[0005]所述通信信息包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、主控制器運(yùn)行狀態(tài)、槳葉角度和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，其通信協(xié)議包括CAN協(xié)議、CANOpen協(xié)議、Modbus TCP/IP協(xié)議、Profibus協(xié)議、RS232協(xié)議或RS485協(xié)議。
[0006]本發(fā)明偏航系統(tǒng)的偏航方法，包括如下步驟:
(1)程序開(kāi)始，
(2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行，顯示運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)；
(3)判斷主控制器是否工作正常？如果正常工作，則再判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否有故障？如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障，則主控制器正?？刂破綀?zhí)行器和制動(dòng)器；如有故障，則再判斷槳葉是否正常收回？如正常收回，則主控制器正?？刂破綀?zhí)行器和制動(dòng)器，同時(shí)跳轉(zhuǎn)到步驟(2)，繼續(xù)進(jìn)行判斷；
如果主控制器工作不正?；蚴ъ`，或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有故障的情況下槳葉不能正常收回，則偏航冗余控制器控制偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，偏航偏離風(fēng)向90度進(jìn)行安全保護(hù)，如果維護(hù)人員消除故障后，偏航冗余控制器檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，則歸還風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器控制權(quán)限。
[0007]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明在原有的偏航系統(tǒng)中加入偏航冗余控制器和信號(hào)采集傳輸裝置，能夠在極端情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)偏航不對(duì)風(fēng)的保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的保護(hù)。減少了偏航噪聲污染和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組倒落事故的發(fā)生，延長(zhǎng)了這個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0009]圖2為本發(fā)明控制流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0011]實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明是在原有的偏航系統(tǒng)中加入I組偏航冗余控制器和I組信號(hào)采集傳輸裝置；所述信號(hào)采集傳輸裝置輸入端分別連接偏航系統(tǒng)的限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)及風(fēng)速風(fēng)向儀，信號(hào)采集傳輸裝置將采集的風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)、限位信號(hào)、解纜信號(hào)進(jìn)行處理，輸出端與偏航冗余控制器實(shí)時(shí)通信；偏航冗余控制器與主控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，通信信息包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、主控制器運(yùn)行狀態(tài)、槳葉角度和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速等，使用的通信協(xié)議包括CAN協(xié)議、CANOpen協(xié)議、Modbus TCP/IP協(xié)議、Profibus協(xié)議、RS232協(xié)議、RS485協(xié)議等，
主控制器和偏航冗余控制器分別連接偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，并且在控制偏航動(dòng)作方面是互鎖關(guān)系；偏航冗余控制器通過(guò)通信線(xiàn)從主控制器獲取到的信息進(jìn)行邏輯判斷:如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器運(yùn)行狀態(tài)正常或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障但槳葉能夠正常收回，則由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器控制偏航動(dòng)作；如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器故障或失靈、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障槳葉無(wú)法收回，偏航冗余控制器獲取偏航控制權(quán)限，主控制器取消偏航控制權(quán)限，偏航冗余控制器控制偏航使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏離風(fēng)向90度，降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組受到的應(yīng)力，降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片和整個(gè)機(jī)組的安全。待維護(hù)人員消除故障后，控制器檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，偏航冗余控制器歸還風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器控制偏航的權(quán)限。
[0012]其控制流程包括如下步驟:如圖2所示。
[0013](I)程序開(kāi)始，
(2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行，顯示運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障待風(fēng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空轉(zhuǎn)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電等；
(3)判斷主控制器是否工作正常？如果正常工作，則再判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否有故障？如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障，則主控制器正?？刂破綀?zhí)行器和制動(dòng)器；如有故障，則再判斷槳葉是否正常收回？如正常收回，則主控制器正常控制偏航執(zhí)行器和制動(dòng)器，同時(shí)跳轉(zhuǎn)到步驟(2)進(jìn)行判斷；
如果主控制器工作不正常或失靈，或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有故障的情況下槳葉不能正常收回，則偏航冗余控制器控制偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，偏航偏離風(fēng)向90度進(jìn)行安全保護(hù)，如果維護(hù)人員消除故障后，偏航冗余控制器檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，則歸還風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器控制權(quán)限。
【權(quán)利要求】
1.一種帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器、限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)、風(fēng)速風(fēng)向儀、偏航執(zhí)行器及偏航制動(dòng)器，其特征在于:還包括 偏航冗余控制器和信號(hào)采集傳輸裝置；所述信號(hào)采集傳輸裝置輸入端分別連接偏航系統(tǒng)的限位開(kāi)關(guān)、扭纜開(kāi)關(guān)及風(fēng)速風(fēng)向儀，信號(hào)采集傳輸裝置將采集的風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)、限位信號(hào)、解纜信號(hào)進(jìn)行處理，輸出端與偏航冗余控制器實(shí)時(shí)通信；偏航冗余控制器與主控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，主控制器和偏航冗余控制器均分別連接偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，并且在控制偏航動(dòng)作方面是互鎖關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)，其特征在于:所述通信信息包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、主控制器運(yùn)行狀態(tài)、槳葉角度和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，其通信協(xié)議包括CAN 協(xié)議、CANOpen 協(xié)議、Modbus TCP/IP 協(xié)議、Profibus 協(xié)議、RS232 協(xié)議或 RS485 協(xié)議。
3.如權(quán)利要求1所述帶自動(dòng)偏離風(fēng)向保護(hù)的偏航系統(tǒng)的偏航方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)程序開(kāi)始， (2)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行，顯示運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)； (3)判斷主控制器是否工作正常？如果正常工作，則再判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是否有故障？如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)故障，則主控制器正?？刂破綀?zhí)行器和制動(dòng)器；如有故障，則再判斷槳葉是否正常收回？如正常收回，則主控制器正常控制偏航執(zhí)行器和制動(dòng)器，同時(shí)跳轉(zhuǎn)到步驟(2)，繼續(xù)進(jìn)行判斷； 如果主控制器工作不正?；蚴ъ`，或者風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有故障的情況下槳葉不能正常收回，則偏航冗余控制器控制偏航執(zhí)行器和偏航制動(dòng)器，偏航偏離風(fēng)向90度進(jìn)行安全保護(hù)，如果維護(hù)人員消除故障后，偏航冗余控制器檢查風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行正常，則歸還風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制器控制權(quán)限。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK104265567SQ201410503573
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】王云濤, 劉衍選, 蔡曉峰 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 青島華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 通遼華創(chuàng)風(fēng)能有限公司, 寧夏華創(chuàng)風(fēng)能有限公司