本發(fā)明屬于風(fēng)機(jī)控制領(lǐng)域,尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組的載荷降低系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)組使用許多控制系統(tǒng),用于降低風(fēng)機(jī)載荷的控制系統(tǒng)有變槳控制系統(tǒng)、功率變流器控制系統(tǒng)、剎車控制系統(tǒng)、偏航控制系統(tǒng)等,風(fēng)機(jī)通過使用這些系統(tǒng)來控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速以及限制在特定環(huán)境和操作條件下增大的結(jié)構(gòu)載荷。這些控制系統(tǒng)雖然都用來控制風(fēng)機(jī)的載荷,但它們的控制方式是獨(dú)立的,相互之間沒有協(xié)調(diào),比如單獨(dú)運(yùn)用變槳控制系統(tǒng)或偏航控制系統(tǒng),這樣就導(dǎo)致不能達(dá)到最佳的降載效果。如:偏航控制系統(tǒng)是這些控制系統(tǒng)中降載效果最明顯的一個(gè)控制系統(tǒng),在某種程度上來說可以減輕如葉片、驅(qū)動(dòng)鏈、塔筒地基上的結(jié)構(gòu)載荷,但它并不能快速對(duì)風(fēng)來避免那些對(duì)風(fēng)電機(jī)組造成破壞的結(jié)構(gòu)載荷;如要達(dá)到最大限度降載效果,則需要使用其它的控制系統(tǒng),但偏航控制系統(tǒng)卻無法控制其它控制系統(tǒng)。因此,現(xiàn)有風(fēng)機(jī)迫切需要一個(gè)綜合的降載控制系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種能綜合利用各控制系統(tǒng)的資源來達(dá)到最大限度降載效果的風(fēng)電機(jī)組的載荷降低系統(tǒng)及其工作方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種風(fēng)電機(jī)組的載荷降低系統(tǒng),包括機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置、顯示設(shè)備、顯示適配器、輸入設(shè)備、傳感器、處理器、外圍接口、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備,所述的機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置、顯示適配器、輸入設(shè)備、傳感器、處理器、外圍接口、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備均通過總線進(jìn)行通訊,所述的顯示設(shè)備經(jīng)顯示適配器與總線進(jìn)行通訊,所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程設(shè)備通訊;
所述的總線包括存儲(chǔ)器總線、存儲(chǔ)控制器、外圍總線和局部總線;
所述的存儲(chǔ)器包括隨機(jī)存取記憶組件和只讀組件,安裝有BIOS和指令,所述的BIOS包括基本的程序、用于載荷降低系統(tǒng)各元件之間傳遞信息,所述的指令包含所有的控制方法;所述的存儲(chǔ)器還包含操作系統(tǒng)、程序模塊和程序數(shù)據(jù)。
所述的機(jī)器可讀存貯存儲(chǔ)裝置通過接口與總線相連,所述的接口包括SCSI、高級(jí)技術(shù)附件規(guī)格接口ATA、串行ATA、USB和/或IEEE1294;機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置通過外部端口連接器與載荷降低系統(tǒng)進(jìn)行可移動(dòng)通訊;機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置與相關(guān)的機(jī)器可讀媒介應(yīng)對(duì)載荷降低系統(tǒng)的機(jī)器可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序模塊提供非易失性或易失性存儲(chǔ)。
所述的輸入設(shè)備向載荷降低系統(tǒng)中輸入命令;輸入設(shè)備包括:阿爾法數(shù)字輸入設(shè)備、定點(diǎn)設(shè)備、音頻輸入設(shè)備、光標(biāo)控制裝置、觸控板、光學(xué)掃描儀和/或觸摸屏。輸入設(shè)備通過如下接口與總線通訊:串行接口、并行接口、USB接口、FIREWIRE接口、與總線相連的直接接口;輸入設(shè)備包含一個(gè)觸屏界面,這個(gè)觸屏界面是顯示設(shè)備的一部分或與顯示設(shè)備相獨(dú)立。當(dāng)在圖形界面中選擇一個(gè)或多個(gè)圖示時(shí),輸入設(shè)備作為一個(gè)選擇設(shè)備來使用;
所述的傳感器包括塔筒運(yùn)動(dòng)傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速傳感器和葉片應(yīng)變儀。
所述的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備使載荷降低系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備相連接。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備包括:網(wǎng)絡(luò)接口卡或調(diào)制解調(diào)器。所述的網(wǎng)絡(luò)包括:廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、電話網(wǎng)絡(luò)、與電話或語(yǔ)音供應(yīng)商相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、兩個(gè)計(jì)算設(shè)備之間的直接連接。
所述的顯示適配器用來向顯示裝置傳遞圖像信息,顯示裝置包括液晶顯示器或LED顯示器,顯示適配器和顯示裝置與處理器相結(jié)合給用戶提供實(shí)用資源、地塊位置、附屬建筑物的圖像信息。
所述的外圍接口連接一個(gè)或多個(gè)外圍輸出設(shè)備。
一種風(fēng)電機(jī)組的載荷降低系統(tǒng)的工作方法,包括以下步驟:
A、輸入初始數(shù)據(jù):
通過輸入設(shè)備或遠(yuǎn)程設(shè)備或存儲(chǔ)設(shè)備輸入指令和參數(shù),所述的參數(shù)包括:風(fēng)速降載限值、偏航誤差降載限值、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降載限值、葉片應(yīng)變降載限值和塔筒運(yùn)動(dòng)綜合降載限值以及風(fēng)速關(guān)機(jī)限值、偏航誤差關(guān)機(jī)限值、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速關(guān)機(jī)限值、葉片應(yīng)變關(guān)機(jī)限值和塔筒運(yùn)動(dòng)綜合關(guān)機(jī)限值;
B、收集各個(gè)傳感器參數(shù),了解風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài):
處理器在運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)收集各個(gè)傳感器的信息并進(jìn)行處理,所述的傳感器包括塔筒運(yùn)動(dòng)傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速傳感器和葉片應(yīng)變儀;所述的傳感器的信息包括:風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、葉片應(yīng)變、塔筒各個(gè)方向的加速度和位移;處理器將傳感器實(shí)測(cè)的信息處理成的實(shí)時(shí)參數(shù):風(fēng)速實(shí)時(shí)值、偏航誤差實(shí)時(shí)值、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)值、葉片應(yīng)變實(shí)時(shí)值和塔筒運(yùn)動(dòng)綜合實(shí)時(shí)值;
C、運(yùn)行模式選擇:
C1、如果風(fēng)速實(shí)時(shí)值低于風(fēng)速降載限值,則轉(zhuǎn)步驟C2,如果風(fēng)速實(shí)時(shí)值低于風(fēng)速關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟D,如果風(fēng)速實(shí)時(shí)值高于風(fēng)速關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟E;
C2、如果偏航誤差實(shí)時(shí)值低于偏航誤差降載限值,則轉(zhuǎn)步驟C3,如果偏航誤差實(shí)時(shí)值低于偏航誤差關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟D,如果偏航誤差實(shí)時(shí)值高于偏航誤差關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟E;
C3、如果風(fēng)輪轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)值低于風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降載限值,則轉(zhuǎn)步驟C4,如果風(fēng)輪轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)值低于風(fēng)輪轉(zhuǎn)速關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟D,如果風(fēng)輪轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)值高于風(fēng)輪轉(zhuǎn)速關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟E;
C4、如果葉片應(yīng)變實(shí)時(shí)值低于葉片應(yīng)變降載限值,則轉(zhuǎn)步驟C5,如果葉片應(yīng)變實(shí)時(shí)值低于葉片應(yīng)變關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟D,如果葉片應(yīng)變實(shí)時(shí)值高于葉片應(yīng)變關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟E;
C5、如果塔筒運(yùn)動(dòng)綜合實(shí)時(shí)值低于塔筒運(yùn)動(dòng)綜合降載限值,則轉(zhuǎn)步驟C6,如果塔筒運(yùn)動(dòng)綜合實(shí)時(shí)值低于塔筒運(yùn)動(dòng)綜合關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟D,如果塔筒運(yùn)動(dòng)綜合實(shí)時(shí)值高于塔筒運(yùn)動(dòng)綜合關(guān)機(jī)限值,則轉(zhuǎn)步驟E;
C6、維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)模式,并轉(zhuǎn)步驟B;
D、進(jìn)入降載模式:
載荷降低系統(tǒng)命令風(fēng)機(jī)降功率運(yùn)行,同時(shí)使風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng),然后再恢復(fù)全功率運(yùn)行狀態(tài);返回步驟B;
E、進(jìn)入關(guān)機(jī)模式:
載荷降低系統(tǒng)命令葉片順槳,并增加制動(dòng)扭矩,然后,風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng),重新恢復(fù)運(yùn)行;返回步驟B。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明將風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中各種參數(shù)進(jìn)行收集,將變槳、偏航、剎車系統(tǒng)進(jìn)行集成,有效降低風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)載荷,避免了各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行對(duì)結(jié)構(gòu)載荷降低的局限性。
2、本發(fā)明開發(fā)了一套可以監(jiān)測(cè)多種環(huán)境和運(yùn)行條件的控制系統(tǒng),多種輸入手段、多種網(wǎng)絡(luò)接口使得本發(fā)明具有非常好的開放特性。本發(fā)明可以根據(jù)需要增加新的測(cè)試參數(shù),也可以減少測(cè)試參數(shù),能夠非常靈活地處理各種組合條件,而不需要另外增加新的控制子系統(tǒng)。
附圖說明
本發(fā)明共有附圖5幅,其中:
圖1是控制系統(tǒng)原理圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的流程示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的流程示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例三的流程示意圖。
圖5是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置,2、機(jī)器可讀介質(zhì),3、指令,4、處理器,5、總線,6、外圍接口,7、BIOS,8、存儲(chǔ)器,9、網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備,10、傳感器,11、輸入設(shè)備,12、顯示適配器,13、顯示設(shè)備,14、遠(yuǎn)程設(shè)備,15、網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1所示,本發(fā)明的載荷降低系統(tǒng)已經(jīng)代替了變槳控制系統(tǒng)、剎車控制系統(tǒng)、偏航控制系統(tǒng)、功率變流器控制系統(tǒng),并有能力綜合更多的獨(dú)立控制系統(tǒng)。
如圖5所示,本發(fā)明的載荷降低系統(tǒng)包括處理器4和存儲(chǔ)器8,它們之間及與其它元件之間通過總線5進(jìn)行通訊??偩€5包括存儲(chǔ)器8總線5、存儲(chǔ)控制器、外圍總線5、局部總線5等。存儲(chǔ)器8包括隨機(jī)存取記憶組件(如靜態(tài)RAM“SRAM”等)、只讀組件等,如BIOS7,包括一些基本的程序來幫助載荷降低系統(tǒng)的元件之間傳遞信息,如在啟動(dòng)過程中,將信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器8中。存儲(chǔ)器8還包括指令3,其包含所有本發(fā)明公開的各種方法。另外,存儲(chǔ)器8還可以包含如下一些程序模塊:操作系統(tǒng)、其它程序模塊、程序數(shù)據(jù)等。
載荷降低系統(tǒng)包含一個(gè)機(jī)器可讀存貯介質(zhì),通過適當(dāng)?shù)慕涌谂c總線5相連,如SCSI、高級(jí)技術(shù)附件規(guī)格接口(ATA)、串行ATA、USB、IEEE1294(FIREWIRE)等。機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置1通過外部端口連接器與載荷降低系統(tǒng)進(jìn)行可移動(dòng)通訊。特別地,機(jī)器可讀存儲(chǔ)裝置1與相關(guān)的機(jī)器可讀媒介應(yīng)對(duì)載荷降低系統(tǒng)的機(jī)器可讀指令3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊及其他數(shù)據(jù)提供非易失性或易失性存儲(chǔ)。例如,指令3可以全部或部分駐留在機(jī)器可讀介質(zhì)2和處理器4中。
載荷降低系統(tǒng)包含一個(gè)輸入設(shè)備11。用戶可以通過輸入設(shè)備11向載荷降低系統(tǒng)中輸入命令或其它信息。輸入設(shè)備11包括:阿爾法數(shù)字輸入設(shè)備11(如鍵盤),定點(diǎn)設(shè)備,音頻輸入設(shè)備11(如麥克風(fēng)、語(yǔ)音應(yīng)答系統(tǒng)),光標(biāo)控制裝置(如鼠標(biāo)),觸控板,光學(xué)掃描儀,觸摸屏等。輸入設(shè)備11通過如下接口與總線5通訊,如串行接口,并行接口,USB接口,F(xiàn)IREWIRE接口,與總線5相連的直接接口等。輸入設(shè)備11包含一個(gè)觸屏界面,這個(gè)觸屏界面是顯示設(shè)備13的一部分或與顯示設(shè)備13相獨(dú)立。當(dāng)在圖形界面中選擇一個(gè)或多個(gè)圖示時(shí),輸入設(shè)備11應(yīng)該作為一個(gè)選擇設(shè)備來使用。
載荷降低系統(tǒng)從一個(gè)或多個(gè)風(fēng)電機(jī)組傳感器10中接受輸入,例如上述所描述的風(fēng)向傳感器10、風(fēng)速傳感器10、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速傳感器10、應(yīng)變儀等。
用戶可以通過存儲(chǔ)設(shè)備(如移動(dòng)硬盤等)或網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備9向載荷降低系統(tǒng)輸入命令或其它信息。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備9可以使載荷降低系統(tǒng)和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)15、一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備14相連接。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備9包括:網(wǎng)絡(luò)接口卡(如移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接口卡、局域網(wǎng)卡),調(diào)制解調(diào)器等。網(wǎng)絡(luò)15包括:廣域網(wǎng)(如企業(yè)網(wǎng)絡(luò)等)、局域網(wǎng)、電話網(wǎng)絡(luò)、與電話、語(yǔ)音供應(yīng)商相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(如移動(dòng)通信供應(yīng)商數(shù)據(jù)、語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)等)、兩個(gè)計(jì)算設(shè)備之間的直接連接等并可以使用有線或無線的通訊方式。任何信息(如數(shù)據(jù)、指令3等)可以通過網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備9傳遞給載荷降低系統(tǒng)或從載荷降低系統(tǒng)傳出。
載荷降低系統(tǒng)還包含視頻顯示適配器12,用來向顯示裝置傳遞圖像信息,如顯示裝置,顯示裝置包含液晶顯示器(LCD),LED顯示器等。顯示適配器12和顯示裝置與處理器4相結(jié)合給用戶提供實(shí)用資源、地塊位置、附屬建筑物的圖像信息。
除此之外,顯示裝置還包含一個(gè)或多個(gè)其它外圍輸出設(shè)備,如揚(yáng)聲器、打印機(jī)等。這些外圍輸出設(shè)備通過外圍接口6與總線5連接,外圍接口6包括:串行端口、USB接口、FIREWIRE連接、并行端口等。
本實(shí)施例可以很方便的通過對(duì)一個(gè)或多個(gè)設(shè)備編程來實(shí)現(xiàn),并使用合適的硬件來輔助執(zhí)行軟件和軟件模塊發(fā)出的命令。
下面通過實(shí)施例來本發(fā)明的控制方法作進(jìn)一步地說明。
本發(fā)明使用許多系統(tǒng),如變槳控制系統(tǒng)、剎車控制系統(tǒng)、偏航控制系統(tǒng)等來控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速及限制在特定環(huán)境和操作條件下增大的結(jié)構(gòu)載荷。雖然偏航控制系統(tǒng)在某種程度上來說可以減輕如葉片、驅(qū)動(dòng)鏈、塔筒地基上的結(jié)構(gòu)載荷,但它并不能快速對(duì)風(fēng)來避免那些對(duì)風(fēng)電機(jī)組造成破壞的結(jié)構(gòu)載荷,這時(shí)便需要一個(gè)綜合方法。
首先,本發(fā)明的載荷降低系統(tǒng)在運(yùn)行過程,它會(huì)收集一個(gè)或多個(gè)方向傳感器10的信息,如風(fēng)向袋、風(fēng)向標(biāo)、三維聲波風(fēng)速計(jì)、聲波探測(cè)系統(tǒng)或者激光探測(cè)系統(tǒng),來控制風(fēng)電機(jī)組的方位。不管是上風(fēng)向還是下風(fēng)向風(fēng)機(jī),各種類型的偏航傳感器10可能會(huì)裝在機(jī)艙蓋上,或者風(fēng)輪的前錐端,或者裝在獨(dú)立塔筒的輪轂側(cè)的上風(fēng)向處。通常來說這些傳感器10會(huì)固定在與風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)成一條直線的位置,并且隨著風(fēng)機(jī)偏航運(yùn)動(dòng)繞著偏航軸線轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)會(huì)測(cè)量風(fēng)輪方位與風(fēng)向的角度誤差。另外,風(fēng)向傳感器10也可以安裝在相對(duì)于地面固定的位置,其輸出的信號(hào)與測(cè)量的相對(duì)于地面的風(fēng)機(jī)偏航角度做比較。此時(shí)載荷降低系統(tǒng)還需額外使用數(shù)字偏航誤差指示裝置并結(jié)合使用風(fēng)向傳感器10來確定偏航誤差或風(fēng)向與風(fēng)機(jī)機(jī)艙方位角的相對(duì)誤差。
一旦偏航誤差確定,載荷降低系統(tǒng)則使用這個(gè)變量作為輸入來運(yùn)行電機(jī)或液壓馬達(dá)進(jìn)行偏航,偏航運(yùn)動(dòng)一般都是由小齒輪驅(qū)動(dòng)大齒輪來實(shí)現(xiàn)。為了減小由于控制風(fēng)機(jī)偏航旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的載荷,特別是對(duì)于大型風(fēng)機(jī),偏航運(yùn)動(dòng)相對(duì)較慢,一般偏航角速度在1°/s以下,由于偏航角速率較小,動(dòng)態(tài)變化的風(fēng)況會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)遭遇相對(duì)較大的風(fēng)速變化同時(shí)伴隨較大的偏航誤差的狀況。當(dāng)偏航方向誤差增大到比如25°時(shí),葉片和塔筒將會(huì)產(chǎn)生超過正常運(yùn)行時(shí)的載荷。對(duì)于不同的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),由于大偏航誤差產(chǎn)生的運(yùn)行載荷將成為風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素。
進(jìn)一步來說,為了避免風(fēng)機(jī)遭受破壞性的載荷,本發(fā)明的載荷降低系統(tǒng)將根據(jù)傳感器10參數(shù)來決定是否采取措施來保護(hù)風(fēng)電機(jī)組。如圖2所示,在實(shí)施例一中,載荷降低系統(tǒng)可以利用風(fēng)向和風(fēng)速來推斷作用于風(fēng)機(jī)上的載荷以及采取一連串必要的動(dòng)作來保護(hù)風(fēng)機(jī)。為了確定偏航誤差,一種實(shí)施例是使用一個(gè)低通濾波函數(shù)來計(jì)算濾波后的偏航誤差,比如風(fēng)向測(cè)量和機(jī)艙方位的指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均。風(fēng)速的測(cè)定可以通過很多已知的方法得到,比如激光風(fēng)速儀、聲波風(fēng)速儀等等,這些風(fēng)速儀可以給出瞬時(shí)風(fēng)速或是濾波后的一定時(shí)間的平均風(fēng)速。
在運(yùn)行過程中,如果風(fēng)機(jī)在特定的風(fēng)速下同時(shí)伴有超過預(yù)定值的偏航誤差,這就相當(dāng)于風(fēng)機(jī)上存在可以預(yù)知的特定載荷,此時(shí),載荷降低系統(tǒng)將從正常運(yùn)行模式切換到其它運(yùn)行模式,如關(guān)機(jī)模式或降載模式等。如圖2所示,假如在高風(fēng)速條件下伴隨著大的偏航誤差,載荷降低系統(tǒng)將根據(jù)傳感器10測(cè)量的結(jié)果進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。進(jìn)入關(guān)機(jī)模式后,載荷降低系統(tǒng)會(huì)命令變槳控制系統(tǒng)將葉片順槳,并使功率變流器控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增加制動(dòng)扭矩。在一些實(shí)施例中,風(fēng)輪扭矩施加值為額定輸出扭矩的50%~110%。這種方式將會(huì)使風(fēng)機(jī)運(yùn)行停止,此時(shí),載荷降低系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng),風(fēng)機(jī)重新恢復(fù)運(yùn)行。
或者在特定的環(huán)境和運(yùn)行載荷條件下,載荷降低系統(tǒng)直接切換到減速運(yùn)行或降功率運(yùn)行模式,為簡(jiǎn)便期間,這里稱為降載模式。當(dāng)作用在風(fēng)機(jī)塔筒和基礎(chǔ)的載荷不會(huì)立馬造成損傷,但是為了避免長(zhǎng)期累積損傷,需將載荷降低到安全的水平,此時(shí)降載模式便會(huì)啟用。例如,降載模式可以根據(jù)需要改變風(fēng)機(jī)控制器、功率變流器、變槳系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置來降低額定輸出功率及風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速,參數(shù)設(shè)置改變以后,風(fēng)輪便會(huì)減速運(yùn)行,如可以通過給風(fēng)輪施加扭矩來實(shí)現(xiàn)。這種運(yùn)行方式可以保證風(fēng)機(jī)在偏航誤差出現(xiàn)的條件下通過降低風(fēng)輪速度來保持風(fēng)機(jī)發(fā)電并聯(lián)網(wǎng)。風(fēng)機(jī)降功率運(yùn)行后,載荷降低系統(tǒng)可以使風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng),對(duì)風(fēng)完成后,風(fēng)機(jī)又可以恢復(fù)全功率運(yùn)行狀態(tài)。風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的降低減小了在偏航誤差下風(fēng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的載荷,而不必使風(fēng)機(jī)為了減小載荷而停機(jī)。同樣有其它方式來實(shí)現(xiàn)降載,并不僅僅局限于使用剎車或順槳。
根據(jù)當(dāng)前環(huán)境和運(yùn)行條件,載荷降低系統(tǒng)也可以使用其它參數(shù)輸入來決定何時(shí)進(jìn)入合適的運(yùn)行模式。比如,載荷降低系統(tǒng)可以使用傳感器10來測(cè)量葉片或塔頂?shù)妮d荷。如圖3所示,在實(shí)施例二中,載荷降低系統(tǒng)除了風(fēng)速、風(fēng)向傳感器10之外還在葉片的根部使用了應(yīng)變儀。應(yīng)變儀可以測(cè)量葉片的應(yīng)力,該應(yīng)力與風(fēng)機(jī)的整體載荷有一定的關(guān)系,載荷降低系統(tǒng)利用風(fēng)速、風(fēng)向、應(yīng)變傳感器10提供的信息決定是否進(jìn)入上述的某一種控制模式。例如,當(dāng)一個(gè)或三個(gè)傳感器10中某幾個(gè)傳感器10測(cè)量值超過預(yù)定值時(shí),風(fēng)機(jī)進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。比如說風(fēng)機(jī)偏航誤差超過預(yù)定值45°,風(fēng)速超過23m/h,應(yīng)力超過正常運(yùn)行條件下平均應(yīng)力的20%等等。
除了上述因素以外,在決定是否在當(dāng)前運(yùn)行模式和其它運(yùn)行模式之間轉(zhuǎn)換時(shí),載荷降低系統(tǒng)還需要考慮偏航誤差變化率,或者將偏航誤差變化率用之前提到的因素來代替。例如,偏航誤差變化率可以降低濾波后偏航誤差閾值,這將促使風(fēng)機(jī)進(jìn)入某一種模式。
圖4所示,在實(shí)施例三中,載荷降低系統(tǒng)利用風(fēng)輪轉(zhuǎn)速來決定是否及何時(shí)考慮一個(gè)或多個(gè)其它傳感器10所測(cè)得風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)或外界環(huán)境條件,如風(fēng)速、風(fēng)向、葉片載荷、塔筒載荷等等,以此來決定是否要切換到其它模式。例如,如果風(fēng)機(jī)在比較高的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,切換運(yùn)行模式的偏航誤差閾值會(huì)低于在較低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的偏航誤差閾值。高風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的界定可以作為額定風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的函數(shù),或者在綜合考慮其它因素如最大偏航誤差預(yù)定值和最大風(fēng)速值后,將高風(fēng)輪轉(zhuǎn)速設(shè)定為一個(gè)預(yù)定值,以此來完成控制模式的切換。
載荷降低系統(tǒng)使用預(yù)定的偏航誤差、風(fēng)速及其它因素的最大值或通過查表或?qū)?yīng)于偏航誤差、風(fēng)速及其它因素不同組合的不同控制策略來決定何時(shí)進(jìn)入上述模式中的某一個(gè)模式。例如,在相對(duì)較低的偏航誤差條件下,塔筒的應(yīng)力和風(fēng)速過大也會(huì)使風(fēng)機(jī)進(jìn)入降載模式。又比如,相對(duì)較低的偏航誤差和相對(duì)較小的應(yīng)力則不會(huì)使風(fēng)機(jī)進(jìn)行模式切換,即使此時(shí)風(fēng)速很大。對(duì)風(fēng)速、偏航誤差、葉片應(yīng)力及風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行不同組合,可以在必要的條件下,使風(fēng)機(jī)進(jìn)行不同的模式切換。