[发明专利]一种风力发电机组变桨距系统调试方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于控制、调解领域，尤其是涉及一种用于风力发电机组变桨距系统的监视、检验、控制平台。

背景技术

在现有的技术中，风力发电系统主要包括三大部分：主控、变频和变桨。，近年来，随着单机容量的增加和对并网要求的不断提高，变桨变速型风力发电机组逐渐成为主流和发展趋势。

变桨变速型风力发电机组采用变桨距控制系统进行桨叶角度调节，其主要功能为：在正常发电工况下调节风机桨叶的迎风角，从而对输入功率进行动态调节，提高风能利用率；在故障状态下利用储能机构完成顺桨功能，保证风机的安全。因此，变桨系统的安全与否直接关系到整个机组的正常运行，在车间对其完成一系列的功能测试就显得尤其重要。

目前，在车间主要通过主控系统来完成对变桨系统的调试。由于主控系统控制柜体内部结构复杂,需要2-3人配合才能开展工作，且柜内任何部件故障均会影响调试；柜体空间大，搬运困难，不易放置；控制软件逻辑复杂，非主控系统开发人员难以在短时间内对其进行熟练的操作。故此，对于车间调试人员来说，如何简单、可靠、快速地完成大批量变桨系统的功能测试任务是一个重要的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种通过CANopen总线通信实现对变桨系统的控制并读取变桨系统的相关实时数据，为变桨系统在车间的测试和调试的风力发电机组电动变桨距系统，尤其适合兆瓦级变速恒频风力发电机组电动变桨距系统调试。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括上位计算机、主站装置和变桨装置；上位计算机通过以太网与主站装置连接，主站装置通过CANopen总线与变桨装置连接；变桨装置将采集到的变桨装置的信息发送给主站装置，主站装置对变桨装置的信息进行处理，用户通过上位计算机实时采集、显示变桨装置信息；用户由上位计算机访问主站装置，通过上位计算机对变桨装置进行控制，变桨装置响应上位计算机操作进行变桨控制。

进一步，所述主站装置包括CANopen总线模块、以太网模块、PLC控制器、数字量输入模块、数字量输出模块、PLC电源模块和总线末端模块；所述以太网模块通过以太网与上位计算机连接；所述CANopen总线模块、以太网模块、PLC控制器、数字量输入模块、数字量输出模块通过EtherCAT总线通信。

进一步，所述变桨装置包括TPM电源管理模块、桨叶控制模块组、直流伺服电机和限位开关；TPM电源管理模块对变桨装置的输入电源进行滤波和防雷处理，对所有主站装置与变桨装置间连接电缆进行保护；所述数字量输入模块、数字量输出模块经过TPM电源管理模块连接变桨装置；所述桨叶控制模块组包括不低于三个控制模块PCM，控制模块PCM独立驱动直流伺服电机通过减速器及桨叶轴承控制桨叶变桨，使桨叶转动到指定位置。

进一步，所述直流伺服电机设置编码器。

进一步，所述桨叶控制模块组包括主控制模块PCM和其他控制模块PCM，其他控制模块PCM不低于一个；所述主控制模块PCM通过CANopen总线与主站装置通信，实现与变桨系统的通讯；其他控制模块PCM通过RS485现场总线与主控制模块PCM通信。

进一步，所述限位开关是91度限位开关和95度限位开关；桨叶紧急顺桨到91度限位处立刻停止动作，95度限位开关是冗余保护装置。

进一步，所述变桨装置还包括变桨电池箱EPU，所述变桨电池箱EPU与控制模块PCM模块连接，在变桨系统故障或外部电源丢失时为伺服电机供电，驱动桨叶到安全顺桨位置。

进一步，所述变桨装置还包括电阻，所述电阻与控制模块PCM连接，为变桨装置限流、分压。

本发明一种风力发电机组变桨距系统调试方法，其步骤如下：

步骤一：使用软件对主站装置的软件进行组态；

步骤二：上位计算机通过以太网与主站PLC控制器通讯；

步骤三：主站装置通过CANopen通讯采集变桨装置的数据；

步骤四：主站装置通过数字量输入模块和数字量输出模块读取、控制变桨重要硬接点信号；

步骤五：用户通过上位计算机对步骤三和步骤四的数据进行故障判断；

步骤六：如果无故障情况下，用户通过上位计算机对变桨装置进行控制。