[发明专利]一种大型风力风电机组降载及安全控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种大型风力风电机组降载及安全控制系统，属于风力发电与测控的技术领域，包括雷达测距装置、数据处理装置、安全距离预警装置和风电机组主控装置，该风电机组主控装置对风电机组的变桨状态进行控制；所述雷达测距装置用于对风电机组中各支叶片的距离数据进行实时采集；所述数据处理装置用于处理经雷达测距装置所采集的距离数据，并获取有效的运行轨迹数据；所述安全距离预警装置用于对运行轨迹数据进行分析，判断风电机组是否处于安全状态并反馈结果至风电机组主控装置，以达到安装维护简单可靠，能够对风机的整体运行状态进行检测，提前进行降载控制，杜绝风电机组在运行过程中风机与塔筒相撞事故发生的目的。

技术领域

本发明属于风力发电与测控的技术领域，具体而言，涉及一种大型风力风电机组降载及安全控制系统及方法。

背景技术

伴随着科学技术的快速进步，科技日益创新，风电产业得到飞速发展。一方面，风能在自然界中可以说是取之不尽用之不竭的清洁能源；另一方面，全球性的能源危机与环境问题日益严重，风电由于其技术条件较为成熟和其可规模化，得到了世界各国对该行业的重视。

大自然中风资源可以说是无限的，但是可修建风电场的土地是有限的。如何在有限的土地上，更加合理的利用风能，是值得我们去思考的。人们找到了一个解决办法，就是使风力风电机组(简称风电机组)不断朝着大兆瓦、大叶轮、轻量化方向发展。风电机组的容量从最开始的1MW发展到现在的10MW，甚至是12MW，达到了一个量级的变化。

伴随着风机容量的增加，风机塔架变得越来越高，风机叶片也变得越来越长。风场环境通常十分恶劣，风电机组工况环境复杂多变，这使得风机容易发生故障。为确保风电机组在设计生命周期内安全稳定的运行，对风电机组进行降载控制就显得尤为重要。

因此，通过降低风电机组的载荷，来提高风电机组运行的安全稳定性显得十分必要。目前，都是通过在各重要大部件上面安装载荷传感器来采集风机载荷数据的。对风机整机运行状态不能实现实时降载控制，通常在风电机组正常运行过程中，载荷传感器监测到风电机组载荷超出了安全保护范围内时，为了保障机组的安全性，通常都会停机顺浆，导致降低了风电机组的发电时间，不利于风电场的经济性。一方面，风机载荷发生变化时，最先改变的是风机叶片到风机塔筒的距离，在风机叶片中影响最大的是风机叶片的叶尖部分；另一方面，随着风机容量的增加，风机叶片长度也随之增加，在风电机组叶片完全开桨状态情况下，风电机组正常运行，随着外部环境的复杂多变，叶片叶尖部分容易和塔筒相撞击，造成严重的安全事故。

针对上述问题，亟待对技术进行改进以实现既能够用来进行降载控制，又能够保障风电机组的安全运行。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种大型风力风电机组降载及安全控制系统及方法以达到安装维护简单可靠，能够对风机的整体运行状态进行检测，提前进行降载控制，杜绝风电机组在运行过程中风机与塔筒相撞事故发生的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种大型风力风电机组降载及安全控制系统，包括依次通信连接的雷达测距装置、数据处理装置、安全距离预警装置和风电机组主控装置，该风电机组主控装置通过安全距离预警装置的反馈结果，对风电机组的变桨状态进行控制；

所述雷达测距装置用于对风电机组中各支叶片的距离数据进行实时采集；

所述数据处理装置用于处理经雷达测距装置所采集的距离数据，并获取有效的运行轨迹数据；

所述安全距离预警装置用于对运行轨迹数据进行分析，判断风电机组是否处于安全状态并反馈结果至风电机组主控装置。

进一步地，还包括与所述安全距离预警装置通信连接的数据存储与管理装置，该数据存储与管理装置用于对安全距离预警装置的运行轨迹数据进行存储和管理。