[发明专利]一种保证风电机组安全的控制系统

说明书

本发明公开了一种保证风电机组安全的控制系统，包括控制单元、变桨距单元、风机制动单元以及偏航控制单元；控制单元预设安全转速值，当变桨距系统处于故障下，控制单元检测转速值小于安全转速值时，控制单元给风机制动单元传输指令，对风轮机制动动作；当控制单元检测转速值大于安全转速值时，控制单元给偏航控制单元传输指令，对风轮机进行偏航动作；风轮机偏航后，控制单元检测数值小于安全转速值时，控制单元给风机制动单元传输指令，对风轮机再次制动动作。本发明解决传统技术中的风机叶片发生故常无法顺桨的情况下，风电机组发生飞车导致损坏风电机组的问题。

技术领域

本发明涉及一种保证风电机组安全的控制系统，属于风力发电机设备技术领域。

背景技术

目前的大功率风力发电机组在运行过程中，都是运行在无人值守状态下，风力发电机组本地控制系统对各种运行工况自动控制，根据风速大小自动调整发电功率、风轮转速，自动对风，自动控制并网、脱网等，并且可以远程监控风力发电机组，远程监控采集风力发电机组的各种数据、人工操作风力发电机组；

风力发电机组具有完善的保护功能，如有故障自动报警停机，通常风力发电机组的保护功能有超速、发电机过载和故障、过振动、电网或负载丢失、脱网时停机失败、变桨故障等。保护环节为多级安全链互锁，在控制过程中具有“逻辑与”的功能，而在达到控制目标方面可实现“逻辑或”的结果。保护环节以失效保护为原则进行设计，即当控制失败，风电机组内部或外部故障引起机组不能正常运行时，系统安全保护系统动作；

现在的大功率风力发电机组的变桨一般采用三个叶片分别独立变桨，风力发电机组出现故障后，三个叶片自动顺桨到停机状态。当一个或者两个叶片的变桨出现故障时，不能有效返回停机位置，有一个叶片的变桨能够返回到停机位置，风力发电机组即可安全停机。

但是有一个概率极低的故障状态，即风力发电机组出现故障，三个叶片全部出现故障，都不能返回停机位置，这时风力发电机组的负载甩掉，叶片又在运行位置，风轮会越转越快，形成飞车，当转速超过一定数值后，振动加强，超越了叶片的强度、各个部件的强度，叶片、各个部件的连接出现断裂，如果其中一个叶片断裂，叶片旋转振动会更加强烈，最后导致风力发电机组倒塌，产生巨大损失，其中国内发生了多起风力发电机组倒塌的恶性事件。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种保证风电机组安全的控制系统，用以解决传统技术中的风机叶片发生故常无法顺桨的情况下，风电机组发生飞车导致损坏风电机组的问题；

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种保证风电机组安全的控制系统，包括控制单元、变桨距单元、风机制动单元以及偏航控制单元；所述控制单元预设安全转速值，当所述变桨距系统处于故障下，控制单元检测转速值小于安全转速值时，控制单元给所述风机制动单元传输指令，对风轮机制动动作；

当控制单元检测转速值大于安全转速值时，控制单元给所述偏航控制单元传输指令，对风轮机进行偏航动作；风轮机偏航后，控制单元检测数值小于安全转速值时，控制单元给所述风机制动单元传输指令，对风轮机再次制动动作。

作为一种改进的方案，所述控制单元包括主控制器与风轮转速检测器，所述风轮转速检测器检测风轮机转速值，并将转速值传输给所述主控制器。

作为一种改进的方案，偏航控制单元包括偏航控制器、偏航电机、偏航执行机构、偏航计数器以及偏航制动器，所述偏航电机接收所述偏航控制器发送的90°偏航指令后，启动所述偏航执行机构，所述偏航计数器检测所述偏航执行机构偏航90°后，所述偏航制动器对偏航执行机构进行制动动作。

作为一种改进的方案，所述风机制动单元包括刹车继电器以及机械刹车机构，所述刹车继电器接收所述主控制器发送的闭合指令后，所述机械刹车机构对所述风轮机进行制动动作。