[发明专利]风力发电机组的偏航控制方法、系统和装置

说明书

本公开提供了一种风力发电机组的偏航控制方法、系统和装置，所述偏航控制方法包括：在风力发电机组的偏航过程中，当检测到偏航齿圈发生折损时，确定偏航齿圈的折损位置范围和多个偏航电机中的每个偏航电机的实时位置；判断所述多个偏航电机中的至少一个偏航电机的实时位置是否落入所述折损位置范围内；当所述至少一个偏航电机的实时位置落入所述折损位置范围内时，降低所述至少一个偏航电机的输出扭矩，并调整所述至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩，控制所述风力发电机组偏航。根据本公开，可实现偏航的容错控制，减少风力发电机组的维护成本和维护停机损失，提高风力发电机组偏航的可靠性和安全性。

技术领域

本公开总体说来涉及风力发电领域，更具体的，涉及一种风力发电机组的偏航控制方法、系统和装置。

背景技术

风电能源是世界上发展最快的可再生能源之一，已经成为解决世界能源问题不可或缺的重要能源。风力发电设备(例如，风力发电机组)一般位于高山或远离海岸的偏远地域，风力发电设备所在区域的气候变化不可预测，在气候恶劣、复杂的工作环境中，风力发电设备的执行机构、传感器等故障发生频繁。

风力发电机组内部结构复杂并且元部件众多，风力发电机组的执行机构最为复杂。偏航系统是大型风力发电机机组的重要组成部分。随着风力发电机组容量变大和风轮直径变大，湍流在风力发电机组叶片上产生的载荷波动也越大。风力发电机组工作的风况复杂、多变，偏航系统承载的负荷很大，发生故障的概率也很大，风力发电机组工作环境对系统的安全可靠性影响也很大。

风力发电机组的较为严重的故障包括风力发电机组的偏航系统的齿轮箱齿圈折损故障，齿轮箱齿圈折损故障包括齿圈断齿故障。

目前，当偏航齿圈发生折损故障时，需要进行停机处理以更换故障齿圈，而不能继续进行偏航以使风力发电机组脱离影响风力发电机组安全的环境，可造成严重的损失，并且更换故障齿圈的周期长，需要进行大部件吊装，导致维护成本高。

发明内容

本公开的示例性实施例在于提供一种风力发电机组的偏航控制方法、系统和装置，以解决由于偏航齿圈发生折损故障而导致风力发电机组停机，从而导致停机损失、不能脱离恶劣环境、大部件维护成本高的问题，实现了容错控制。

根据本公开的示例性实施例，提供了一种风力发电机组的偏航控制方法，其中，偏航控制方法包括：在风力发电机组的偏航过程中，当检测到偏航齿圈发生折损时，确定偏航齿圈的折损位置范围和多个偏航电机中的每个偏航电机的实时位置；判断多个偏航电机中的至少一个偏航电机的实时位置是否落入偏航齿圈的折损位置范围内；当至少一个偏航电机的实时位置落入偏航齿圈的折损位置范围内时，降低至少一个偏航电机的输出扭矩，并调整至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩，控制风力发电机组偏航。

可选的，降低至少一个偏航电机的输出扭矩，并调整至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩，控制风力发电机组偏航的步骤包括：将至少一个偏航电机的输出扭矩降低为零，调整至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩，控制风力发电机组偏航。

可选的，降低至少一个偏航电机的输出扭矩，并调整至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩，控制风力发电机组偏航的步骤包括：根据功率与扭矩之间的对应关系，通过功率控制来将至少一个偏航电机的输出扭矩降低为预先确定的安全扭矩，并调整至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩，控制风力发电机组偏航。

可选的，调整至少一个偏航电机之外的其它偏航电机的输出扭矩的步骤包括：将其它偏航电机的输出转矩限制为各自的最大输出转矩；对其它偏航电机进行同步控制。

可选的，偏航控制方法还包括：当确定进行偏航操作时，松开多个偏航电机的电磁刹车设备，并且延时启动多个偏航电机以通过每个偏航电机的设定扭矩针对每个偏航减速器进行齿隙补偿，其中，齿隙补偿用于减少偏航启动冲击；当齿隙补偿完成时，打开偏航闸片并且通过多个偏航电机开始进行偏航。