專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)電啟動控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)電機組大部分安裝在內(nèi)蒙古、東北及河北、甘肅、寧夏等偏遠(yuǎn)山區(qū)。冬季外界氣候寒冷，機組在氣溫低的情況下停機或斷電后重啟會出現(xiàn)機組啟動困難，啟動時間長，或者報溫度故障等情況。經(jīng)調(diào)研和風(fēng)場反饋數(shù)據(jù)分析，造成低溫不能正常啟動的主要原因有2個:1、齒輪箱潤滑油加熱時間較長；2、發(fā)電機繞組加熱時間較長。低溫啟動時，現(xiàn)場有時為了加快機組并網(wǎng)速度只能通過人為修改溫度控制參數(shù)強制讓風(fēng)機啟動，但是這種做法可能會對機組產(chǎn)生損傷。為了解決以上兩個問題，急需針對寒冷地區(qū)的機組研究低溫情況下的啟動模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低溫情況下風(fēng)力發(fā)電機組的快速啟動控制方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法:當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速后，機組由于齒輪箱油溫低或者發(fā)電機繞組溫度低而不能正常啟動時，機組由待機模式進(jìn)入冷啟動模式；進(jìn)入冷啟動模式后，齒輪箱加熱器及發(fā)電機加熱器開啟，同時風(fēng)機槳葉打開一定角度，使風(fēng)輪以某一速度空轉(zhuǎn)，利用機組的旋轉(zhuǎn)攪動齒輪箱的潤滑油和潤滑脂，加快潤滑油、潤滑脂的升溫，當(dāng)齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度及機組其它條件滿足并網(wǎng)條件時，機組直接由冷啟動模式轉(zhuǎn)入運行模式，當(dāng)齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度滿足并網(wǎng)條件但機組其它條件未滿足并網(wǎng)條件時，機組轉(zhuǎn)入停機模式或待機模式。進(jìn)一步地，當(dāng)齒輪箱油溫達(dá)到某一溫度時，同時啟動齒輪箱的潤滑油泵，加快潤滑油循環(huán)使齒輪箱油溫盡快滿足并網(wǎng)條件。進(jìn)一步地，機組并網(wǎng)運行后，當(dāng)齒輪箱油溫低于20°C時，對風(fēng)機進(jìn)行限轉(zhuǎn)矩控制，將其功率限制在30%以內(nèi)。進(jìn)一步地，進(jìn)入冷啟動模式可以通過機組自動進(jìn)行或手動進(jìn)行。進(jìn)一步地，所述風(fēng)機槳葉打開角度為0° -30°，使風(fēng)輪以0-3r/min的速度空轉(zhuǎn)。進(jìn)一步地，當(dāng)齒輪箱油溫達(dá)到0°C時，同時啟動齒輪箱的潤滑油泵。由于采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:(I)本發(fā)明通過在現(xiàn)有啟動控制模式中加入低溫冷啟動模式，在機組溫度低不能啟動時，進(jìn)入該模式，一方面通過控制加熱器加熱，另一方面控制風(fēng)輪小轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，利用機組的旋轉(zhuǎn)攪動潤滑油和潤滑脂等，使齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度快速升高以滿足并網(wǎng)條件，待達(dá)到機組并網(wǎng)條件時進(jìn)入運行模式，通過采用上述方法，可以實現(xiàn)低溫時機組的快速啟動，不但提高了機組在冬季的快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度的性能，也增加了發(fā)電時間，提高了機組發(fā)電量。(2)在冷啟動模式下，還可以利用潤滑油泵加快潤滑油的循環(huán)，加快潤滑油加熱，進(jìn)而進(jìn)一步加快啟動速度。(3)機組并網(wǎng)運行后，在低溫下對風(fēng)機進(jìn)行了限轉(zhuǎn)矩控制，可以保護(hù)齒輪箱不受損傷。(4)在不增加其他輔助部件的情況下，本發(fā)明可以利用新的控制方法，加快機組在低溫情況下的啟動速度，啟動時間可縮短約一半，而且更好的保護(hù)風(fēng)機，減少風(fēng)機維護(hù)人員的維護(hù)工作量，適合寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制流程示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，為了加快風(fēng)力發(fā)電機組在低溫下的啟動速度，可在風(fēng)力發(fā)電機組的7種模式(初始化、待機、啟動、運行、并網(wǎng)、維護(hù)、停機)中增加低溫冷啟動模式。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速后，機組由于齒輪箱油溫低或發(fā)電機繞組溫度低而不滿足啟動條件時，機組自動從待機模式進(jìn)入冷啟動模式，冷啟動模式也可以根據(jù)機組及外部條件自動進(jìn)入運行模式、停機模式或待機模式(即機組在待機模式下由于啟動溫度不滿足時可以轉(zhuǎn)入冷啟動模式；機組在冷啟動模式由于風(fēng)速不滿足啟動條件可以轉(zhuǎn)入停機模式或待機模式)。本實施例具體以國電聯(lián)合動力1.5MW風(fēng)力發(fā)電機組為例來進(jìn)行詳細(xì)說明。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速后，機組由于齒輪箱油溫低或者發(fā)電機繞組溫度低而不能正常啟動時，機組自動判斷風(fēng)速、溫度等條件由待機模式進(jìn)入冷啟動模式，進(jìn)入冷啟動模式后，齒輪箱加熱器、發(fā)電機加熱器開啟，同時風(fēng)機槳葉打開一定角度，最好是0° -30°，超過此角度，效果稍差，使風(fēng)輪以某一速度空轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速最好是0-3r/min，超過此范圍，效果稍差，利用機組的旋轉(zhuǎn)攪動齒輪箱的潤滑油和潤滑脂，加快潤滑油、潤滑脂的升溫，另外，當(dāng)齒輪箱油溫達(dá)到某一溫度，最好是0°C時，可同時啟動齒輪箱的潤滑油泵，加快潤滑油循環(huán)使齒輪箱油溫盡快滿足并網(wǎng)條件，當(dāng)齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度及機組其它條件滿足并網(wǎng)條件時，機組直接由冷啟動模式轉(zhuǎn)入運行模式，當(dāng)齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度滿足并網(wǎng)條件但機組其它條件未滿足并網(wǎng)條件時，機組轉(zhuǎn)入停機模式或待機模式。為了保護(hù)齒輪箱，在低溫下對風(fēng)機進(jìn)行了限轉(zhuǎn)矩控制，齒輪箱油溫低于20°C時，功率限制在30%以內(nèi)。本發(fā)明的核心控制方式在于機組溫度低不能啟動時，控制風(fēng)輪小轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，利用機組的旋轉(zhuǎn)攪動潤滑油和潤滑脂等，并且利用潤滑油泵加快潤滑油的循環(huán)，從而加快潤滑油加熱。
為了驗證上述方案，分別在國電兩個風(fēng)場的7臺機組進(jìn)行過2次試驗，試驗效果顯著，冷啟動時間約I小時20分鐘，而未增加該啟動控制方法的機組則需要約4小時，啟動時
間縮短約一半。綜上，本發(fā)明可以在不增加其他輔助部件的情況下，利用新的控制方法，加快機組在低溫情況下的啟動速度，而且更好的保護(hù)風(fēng)機，減少風(fēng)機維護(hù)人員的維護(hù)工作量，提高機組的并網(wǎng)響應(yīng)能力，提高機組發(fā)電量，適合寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用。除本發(fā)明提到的冷啟動模式，還可以將冷啟動模式增加在機組的控制程序里手動調(diào)用，也屬于該發(fā)明的一種型式。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，其特征在于: 當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速后，機組由于齒輪箱油溫低或者發(fā)電機繞組溫度低而不能正常啟動時，機組由待機模式進(jìn)入冷啟動模式； 進(jìn)入冷啟動模式后，齒輪箱加熱器及發(fā)電機加熱器開啟，同時風(fēng)機槳葉打開一定角度，使風(fēng)輪以某一速度空轉(zhuǎn)，利用機組的旋轉(zhuǎn)攪動齒輪箱的潤滑油和潤滑脂，加快潤滑油、潤滑脂的升溫，當(dāng)齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度及機組其它條件滿足并網(wǎng)條件時，機組直接由冷啟動模式轉(zhuǎn)入運行模式，當(dāng)齒輪箱油溫、發(fā)電機繞組溫度滿足并網(wǎng)條件但機組其它條件未滿足并網(wǎng)條件時，機組轉(zhuǎn)入停機模式或待機模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，其特征在于，當(dāng)齒輪箱油溫達(dá)到某一溫度時，同時啟動齒輪箱的潤滑油泵，加快潤滑油循環(huán)使齒輪箱油溫盡快滿足并網(wǎng)條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，其特征在于，機組并網(wǎng)運行后，當(dāng)齒輪箱油溫低于20°C時，對風(fēng)機進(jìn)行限轉(zhuǎn)矩控制，將其功率限制在30%以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，其特征在于，進(jìn)入冷啟動模式可以通過機組自動進(jìn)行或手動進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，其特征在于，所述風(fēng)機槳葉打開角度為0° -30°，使風(fēng)輪以0-3r/min的速度空轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，其特征在于，當(dāng)齒輪箱油溫達(dá)到0°C時，同時啟動齒輪箱的潤滑油泵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機組低溫啟動控制方法，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切入風(fēng)速后，機組由于齒輪箱油溫低或發(fā)電機繞組溫度低而不滿足啟動條件時，機組從待機模式進(jìn)入冷啟動模式，齒輪箱加熱器及發(fā)電機加熱器開啟，同時風(fēng)機槳葉打開一定角度，使風(fēng)輪以某一速度空轉(zhuǎn)，利用機組的旋轉(zhuǎn)攪動齒輪箱的潤滑油和潤滑脂，加快潤滑油、潤滑脂的升溫，還可利用潤滑油泵加快潤滑油的循環(huán)，加快潤滑油加熱，冷啟動模式可以根據(jù)機組及外部條件自動進(jìn)入運行模式、停機模式或待機模式。本發(fā)明的啟動控制方法，可加快機組在低溫下的啟動速度，啟動時間縮短約一半，更好的保護(hù)風(fēng)機，減少風(fēng)機維護(hù)人員的工作量，提高機組的并網(wǎng)響應(yīng)能力，提高機組發(fā)電量，適合寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用。
文檔編號F03D7/00GK103195652SQ20131012507
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者董禮, 王千, 程慶陽, 劉昊, 王寧 申請人:國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司