[发明专利]一种用于风力发电机组主动控制叶片净空的方法

权利要求书

1.一种用于风力发电机组主动控制叶片净空的方法，其特征在于：该方法根据测量得到的净空距离，即叶片到塔筒的距离，划分成五个净空距离区间，并分别对应五个不同的净空工作模式，且每个净空工作模式都会根据对应的净空距离区间进行不同的控制，使机组在运行过程中，不会频繁出现停机的情况；其包括以下步骤：

1)净空距离的采集

将激光测距仪安装于风力发电机组的机舱上，利用该激光测距仪实时采集叶片与塔筒之间的距离，并传输给风力发电机组的主控系统PLC，该主控系统PLC根据传输进来的实时距离值S，进行机组的控制，进入步骤2)；

2)净空工作模式的判断

首先，需设定对地距离正常值S_g、对地距离容忍值S_gt、对叶尖距离正常值S_b、对叶尖距离容忍值S_bt、净空停机最小触发距离S_min、净空安全模式判断最小值S_safemin、净空控制模式功率触发值P_min、净空控制模式桨距角触发值D_min，其中S_g﹥S_b﹥S_min﹥S_safemin；

在净空工作使能打开后，根据实时距离值S，对机组进行净空工作模式的判断，如下：

当S_min﹤S﹤S_b﹣S_bt时，主控系统PLC判断叶片到塔筒的距离已经超过安全范围，净空工作模式进入模式1，即机组立即进行停机处理；

当S_b﹣S_bt﹤S﹤S_b+S_bt，且风力发电机组的输出功率﹥P_min，叶片的桨距角﹤D_min时，主控系统PLC判断叶片到塔筒的距离虽然未超过安全范围，但是在后续运行中，有超出安全范围的趋势，需要对净空进行主动控制，净空工作模式进入模式2，即机组进入净空控制模式；

当S_b+S_bt﹤S﹤S_g﹣S_gt时，主控系统PLC判断叶片到塔筒的距离为异常距离，即外部环境出现了情况，包括雨、雪、沙尘，对激光测距仪测量造成了干扰，净空工作模式进入模式3，即机组进行是否进入净空安全模式运行的判断逻辑，其中，所述净空安全模式是指机组以规定的安全桨距角持续运行，确保在极端天气下，始终将叶片净空控制在安全的范围内；

当S_g﹣S_gt﹤S﹤S_g+S_gt时，主控系统PLC判断叶片到塔筒的距离为正常运行距离，净空工作模式进入模式4，即无需对机组进行主动控制；

当S_g+S_gt﹤S时，主控系统PLC判断叶片到塔筒的距离为非正常距离，即激光测距仪自身出现了异常数据输出，净空工作模式进入模式5，即在主控系统PLC上进行测距仪异常工作提醒。

2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组主动控制叶片净空的方法，其特征在于：当净空工作模式进入模式2时，触发净空控制模式，进入净空测量状态，触发时间保持T₁，在触发时间内，采用对桨距角进行控制的方式对净空进行主动干预，具体原理是在桨距角控制器的基础上，叠加规定的变桨速率，使桨叶在运行过程中主动减少迎风面积，从而增加叶片净空，使机组继续安全地运行。

3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机组主动控制叶片净空的方法，其特征在于：当净空工作模式进入模式3时，报净空异常，不停机继续运行，当叶轮转速﹥安全模式转速阈值V_rotor，统计T₂时间内激光测距仪测得的距离值在S_safemin﹤S﹤S_b﹣S_bt或S_b+S_bt﹤S﹤S_g﹣S_gt危险范围内的点是否超过规定个数，如果超过，则切换到净空安全模式运行T₃时间，再做观察，确认没有问题后再重新进入净空工作模式的判断，如果不超过则直接重新进入净空工作模式的判断。