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一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法

文檔序號:5204129閱讀:287來源:國知局
專利名稱:一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電機組的控制方法,特別是一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法。
背景技術
偏航制動組件是風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的重要組成部分,由制動盤、液壓制動鉗、摩擦制動襯墊和液壓站組成。在發(fā)電機組偏航過程中,制動組件提供的阻尼力應保持平穩(wěn),制動過程不允許有異常振動和噪聲,保證制動摩擦襯墊的正常使用壽命。現(xiàn)有的大型風機偏航制動時液壓系統(tǒng)提供的壓力值為一設定的恒定值,偏航速度也為恒定值,當偏航系
統(tǒng)收到偏航指令時,偏航驅動以恒定功率開始動作驅動回轉體大齒輪,從而帶動風輪偏航對風。整個過程不根據(jù)風速和偏航角度的大小對偏航驅動功率和液壓系統(tǒng)壓力值進行調整。本發(fā)明是在現(xiàn)有偏航控制系統(tǒng)中增加一閉環(huán)控制回路,使得制動組件能根據(jù)風速、風向及偏航系統(tǒng)要偏轉的角度來確定阻尼力矩的大小和偏航驅動功率的大小,從而實現(xiàn)高效偏航、節(jié)能并提高偏航驅動和摩擦制動襯墊壽命。與本發(fā)明最相近的技術方案目前同類型偏航制動方面的研究熱點之一在制動摩擦襯墊及與摩擦副的接觸方面,以實現(xiàn)制動力矩均勻分布。其二是集中式液壓控制系統(tǒng),以保證各個摩擦制動襯墊上所受壓力大小相等。這些方面的研究都在一定程度上改善了偏航系統(tǒng)的性能,但整個偏航控制沒有形成一閉合回路,只是實現(xiàn)了偏航和解纜功能,沒有考慮節(jié)能及各個部件的有效配合,致使偏航系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題就在于現(xiàn)有技術中,對于新型風力發(fā)電機組的偏航控制并不能針對不同的風速和風向來調整偏航運動時的偏航速度和偏航功率,在任何風力下都采用相同的偏航速度和偏航功率,這樣對于能源造成了浪費,同時在一定程度上降低了發(fā)電機組的效率,并且對于摩擦襯墊的損耗也比較大。因此,有必要對現(xiàn)有技術進行改進。針對上述現(xiàn)有技術中所存在的技術問題,本發(fā)明提供了一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法
在風電機組正常運行的過程中,如果需要進行偏航運動,則先由風向儀接收當前狀況下的風向和風速的數(shù)據(jù)。進一步地,風向數(shù)據(jù)獲取之后,將送入偏航系統(tǒng),系統(tǒng)會根據(jù)風向的數(shù)據(jù)和當前風電機組的狀況,計算出所需要轉過的偏航角度,然后系統(tǒng)利用該偏航角度,從偏航角度與偏航速度的關系計算得到當前狀況下最佳的偏航速度。進一步地,風速數(shù)據(jù)要將風速信號輸入到功率信號轉換器之后才能獲得;風速數(shù)據(jù)獲取之后,系統(tǒng)將根據(jù)經(jīng)驗積累和理論分析得到的風速數(shù)據(jù)與偏航驅動功率關系數(shù)據(jù)庫,來得到相應風速下的偏航驅動功率,并且將這個功率的大小傳遞給偏航驅動電機,偏航電機得到信號之后就開始工作。進一步地,如果偏航電機功率過低不能啟動時,則應返回并加大功率數(shù)值;如果偏航電機功率能夠使得偏航電機啟動,并且是平穩(wěn)狀態(tài)下的驅動,則實時監(jiān)測此時的偏航速度。進一步地,如果實際偏航轉速與之前根據(jù)風向確定的偏航轉速在允許的偏差范圍內(nèi),則偏航動作繼續(xù);如果實際偏航轉速大于之前根據(jù)風向確定的偏航轉速且超出允許的偏差范圍,偏航動作繼續(xù);如果實際偏航轉速小于之前根據(jù)風向確定的偏航轉速且超出允許的偏差范圍,則需通過減小液壓制動力來提高偏航轉速。
進一步地,如果偏航驅動電機能啟動但表現(xiàn)不平穩(wěn),監(jiān)測此時的實際偏航轉速,如果偏航轉速偏大則通過增大液壓制動力來減慢偏航轉速,然后返回檢測偏航驅動是否平穩(wěn),如果偏航轉速偏小則通過減小液壓制動力來提高偏航轉速,然后返回檢測偏航驅動是否平穩(wěn),直至得到合適的偏航轉速后,偏航過程正式開始。本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠根據(jù)風速、風向及偏航系統(tǒng)要偏轉的角度的大小使偏航驅動以最優(yōu)功率運行,同時實時調節(jié)液壓制動系統(tǒng)的壓力以獲取合適的阻尼使偏航系統(tǒng)以最佳的偏航轉速偏轉;在節(jié)能的同時,保證了偏航系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。


圖I為本發(fā)明的控制方法原理圖
具體實施例方式結合圖I所示,進一步講解本方法的原理
一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法在風電機組正常運行的過程中,如果需要進行偏航運動,則先由風向儀接收當前狀況下的風向和風速的數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的進一步實施方式,風向數(shù)據(jù)獲取之后,將送入偏航系統(tǒng),系統(tǒng)會根據(jù)風向的數(shù)據(jù)和當前風電機組的狀況,計算出所需要轉過的偏航角度,然后系統(tǒng)利用該偏航角度,從偏航角度與偏航速度的關系計算得到當前狀況下最佳的偏航速度。作為本發(fā)明的進一步實施方式,風速數(shù)據(jù)要將風速信號輸入到功率信號轉換器之后才能獲得;風速數(shù)據(jù)獲取之后,系統(tǒng)將根據(jù)經(jīng)驗積累和理論分析得到的風速數(shù)據(jù)與偏航驅動功率關系數(shù)據(jù)庫,來得到相應風速下的偏航驅動功率,并且將這個功率的大小傳遞給偏航驅動電機,偏航電機得到信號之后就開始工作。作為本發(fā)明的進一步實施方式,如果偏航電機功率過低不能啟動時,則應返回并加大功率數(shù)值;如果偏航電機功率能夠使得偏航電機啟動,并且是平穩(wěn)狀態(tài)下的驅動,則實時監(jiān)測此時的偏航速度。作為本發(fā)明的進一步實施方式,如果實際偏航轉速與之前根據(jù)風向確定的偏航轉速在允許的偏差范圍內(nèi),則偏航動作繼續(xù);如果實際偏航轉速大于之前根據(jù)風向確定的偏航轉速且超出允許的偏差范圍,偏航動作繼續(xù);如果實際偏航轉速小于之前根據(jù)風向確定的偏航轉速且超出允許的偏差范圍,則需通過減小液壓制動力來提高偏航轉速。作為本發(fā)明的進一步實施方式,如果偏航驅動電機能啟動但表現(xiàn)不平穩(wěn),監(jiān)測此時的實際偏航轉速,如果偏航轉速偏大則通過增大液壓制動力來減慢偏航轉速,然后返回檢測偏航驅動是否平穩(wěn),如果偏航轉速偏小則通過減小液壓制動力來提高偏航轉速,然后返回檢測偏航驅動是否平穩(wěn),直至得到 合適的偏航轉速后,偏航過程正式開始。
權利要求
1.一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法在風電機組正常運行的過程中,如果需要進行偏航運動,則先由風向儀接收當前狀況下的風向和風速的數(shù)據(jù)。
2.如權利要求I所述的一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法,其特征在于,風向數(shù)據(jù)獲取之后,將送入偏航系統(tǒng),系統(tǒng)會根據(jù)風向的數(shù)據(jù)和當前風電機組的狀況,計算出所需要轉過的偏航角度,然后系統(tǒng)利用該偏航角度,從偏航角度與偏航速度的關系計算得到當前狀況下最佳的偏航速度。
3.如權利要求I所述的一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法,其特征在于,風速數(shù)據(jù)要將風速信號輸入到功率信號轉換器之后才能獲得;風速數(shù)據(jù)獲取之后,系統(tǒng)將根據(jù)經(jīng)驗積累和理論分析得到的風速數(shù)據(jù)與偏航驅動功率關系數(shù)據(jù)庫,來得到相應風速下的偏航驅動功率,并且將這個功率的大小傳遞給偏航驅動電機,偏航電機得到信號之后就開始工作。
4.如權利要求2或3所述的一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法,其特征在于,如果偏航電機功率過低不能啟動時,則應返回并加大功率數(shù)值;如果偏航電機功率能夠使得偏航電機啟動,并且是平穩(wěn)狀態(tài)下的驅動,則實時監(jiān)測此時的偏航速度。
5.如權利要求2或3所述的一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法,其特征在于,如果實際偏航轉速與之前根據(jù)風向確定的偏航轉速在允許的偏差范圍內(nèi),則偏航動作繼續(xù);如果實際偏航轉速大于之前根據(jù)風向確定的偏航轉速且超出允許的偏差范圍,偏航動作繼續(xù);如果實際偏航轉速小于之前根據(jù)風向確定的偏航轉速且超出允許的偏差范圍,則需通過減小液壓制動力來提高偏航轉速。
6.如權利要求4所述的一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法,其特征在于,如果偏航驅動電機能啟動但表現(xiàn)不平穩(wěn),監(jiān)測此時的實際偏航轉速,如果偏航轉速偏大則通過增大液壓制動力來減慢偏航轉速,然后返回檢測偏航驅動是否平穩(wěn),如果偏航轉速偏小則通過減小液壓制動力來提高偏航轉速,然后返回檢測偏航驅動是否平穩(wěn),直至得到合適的偏航轉速后,偏航過程正式開始。
全文摘要
一種新型風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)實時阻尼控制方法在風電機組正常運行的過程中,如果需要進行偏航運動,則先由風向儀接收當前狀況下的風向和風速的數(shù)據(jù);風向數(shù)據(jù)獲取之后,將送入偏航系統(tǒng),系統(tǒng)會根據(jù)風向的數(shù)據(jù)和當前風電機組的狀況,計算出所需要轉過的偏航角度,然后系統(tǒng)利用該偏航角度,從偏航角度與偏航速度的關系計算得到當前狀況下最佳的偏航速度。
文檔編號F03D7/00GK102865191SQ20121040675
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者趙萍, 李曉光, 韓德海, 呂杏梅, 熊維軍 申請人:南車株洲電力機車研究所有限公司
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