專利名稱：保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法。
背景技術(shù)：
針對當(dāng)前能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，作為可再生能源的風(fēng)力發(fā)電在世 界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展，兆瓦級的風(fēng)電機組也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。風(fēng)電機組是 一套具有自動調(diào)節(jié)、無人值守的全自動化設(shè)備，風(fēng)電機組中的主控系統(tǒng)負(fù)責(zé)風(fēng)電機組的速 度控制、變槳控制、功率控制、自動啟動/停機、機組狀態(tài)檢測、事件記錄等等工作。如果作 為風(fēng)電機組核心的主控系統(tǒng)出現(xiàn)故障或癱瘓，風(fēng)電機組將會失去控制，其運行安全會受到 嚴(yán)重威脅。目前，風(fēng)電機組通常采用在主控系統(tǒng)與變槳系統(tǒng)之間安裝一安全系統(tǒng)的方法來 實現(xiàn)對風(fēng)電機組的保護，其存在的問題是安全系統(tǒng)僅在主控系統(tǒng)的控制下執(zhí)行安全保護 功能，如果主控系統(tǒng)出現(xiàn)故障或死機后，安全系統(tǒng)并不能自動啟動保護功能，在主控系統(tǒng)發(fā) 生故障到觸發(fā)安全系統(tǒng)條件的一段時間內(nèi)，風(fēng)電機組中的所有設(shè)備會失去控制，使得風(fēng)電 機組轉(zhuǎn)速一直上升，導(dǎo)致齒輪箱潤滑油不夠、軸承溫度過高、缺少發(fā)電機冷卻風(fēng)等問題的出 現(xiàn)，這些問題會對機組產(chǎn)生很大損害，在極限工況出現(xiàn)時，如果安全系統(tǒng)的觸發(fā)條件(如超 速等)無法觸發(fā)安全系統(tǒng)動作，風(fēng)電機組將會出現(xiàn)毀滅性的災(zāi)難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制 方法，該方法通過實時檢測主控系統(tǒng)的脈沖信號來判斷主控系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，并在主控 系統(tǒng)出現(xiàn)故障后能夠及時、準(zhǔn)確地控制風(fēng)電機組安全停機。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，包括以下步驟(1)主控系統(tǒng)實時生成脈沖信號并向脈沖檢測器發(fā)送；(2)脈沖檢測器實時檢測主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，當(dāng)脈沖檢測器的檢測結(jié)果出 現(xiàn)異常時執(zhí)行步驟(3)，否則循環(huán)執(zhí)行步驟(1)和(2)；(3)脈沖檢測器向安全系統(tǒng)輸出接點信號；(4)安全系統(tǒng)檢測到接點信號后斷開安全鏈并向變槳系統(tǒng)發(fā)送控制命令；(5)變槳系統(tǒng)接收控制命令后控制風(fēng)電機組停機，實現(xiàn)對風(fēng)電機組安全運行的有 效控制。而且，主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號的脈寬為500ms，該脈沖信號的占空比為1 1，該 脈沖信號的電壓為24VDC。而且，所述的脈沖檢測器的檢測結(jié)果出現(xiàn)異常包括脈沖檢測器接收不到脈沖信 號，或者脈沖檢測器接收的脈沖信號頻率與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號頻率不一致，或者脈 沖檢測器接收的脈沖信號電壓與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號電壓級別不一致。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是
1.本控制方法采用脈沖檢測器實時檢測主控系統(tǒng)的脈沖信號來判斷主控系統(tǒng)是 否出現(xiàn)故障，當(dāng)脈沖檢測器的檢測結(jié)果出現(xiàn)異常時即可判斷主控系統(tǒng)出現(xiàn)故障并向安全系 統(tǒng)輸出接點信號，由安全系統(tǒng)及變槳系統(tǒng)控制風(fēng)電機組安全停機。該方法解決了在主控系 統(tǒng)出現(xiàn)故障后風(fēng)電機組的失控問題，實現(xiàn)了對風(fēng)電機組的有效保護，避免了對風(fēng)電機組的 損害，保證了風(fēng)電機組的安全運行。2.本控制方法對主控系統(tǒng)發(fā)生故障的判斷方法簡單，能夠及時、準(zhǔn)確地判斷出主 控系統(tǒng)發(fā)生故障，在由于意外情況導(dǎo)致主控系統(tǒng)死機后，安全系統(tǒng)能夠馬上動作并及時發(fā) 出控制命令給變槳系統(tǒng)使風(fēng)電機組安全停機。3.本發(fā)明設(shè)計合理，其通過實時檢測主控系統(tǒng)的脈沖信號來判斷主控系統(tǒng)是否出 現(xiàn)故障并在出現(xiàn)故障后能夠及時地控制風(fēng)電機組的安全停機，實現(xiàn)了對風(fēng)電機組設(shè)備的有 效保護，保證了風(fēng)電機組的安全運行。


圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的風(fēng)電機組控制系統(tǒng)的控制原理框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述。一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，是在原風(fēng)電機組控制系統(tǒng)下實現(xiàn)的。實 現(xiàn)本發(fā)明的風(fēng)電機組控制系統(tǒng)如圖1所示，由主控系統(tǒng)、脈沖檢測器、安全系統(tǒng)和變槳系統(tǒng) 依次連接構(gòu)成，主控系統(tǒng)能夠生成一定脈寬的脈沖信號，通過主控系統(tǒng)的脈沖信號輸出端 與脈沖檢測器的脈沖信號輸入端相連接，脈沖檢測器的輸出端通過接點開關(guān)與安全系統(tǒng)的 輸入端相連接，安全系統(tǒng)的輸出端與變槳系統(tǒng)的輸入端相連接，該安全系統(tǒng)采用的是失效 保護系統(tǒng)。該風(fēng)電機組控制系統(tǒng)與現(xiàn)有的風(fēng)電機組控制系統(tǒng)的區(qū)別在于在主控系統(tǒng)和安 全系統(tǒng)之間增加了一臺脈沖檢測器，主控系統(tǒng)能夠不間斷地輸出一定脈寬的脈沖信號，脈 沖檢測器可以實時檢測主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，如果脈沖檢測器不能收到脈沖信號或收 到的脈沖信號不正常，則判斷主控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，通過脈沖檢測器的輸出端輸出接點信號 給安全系統(tǒng)，由安全系統(tǒng)控制變槳系統(tǒng)將風(fēng)電機組安全停機。一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，包括以下步驟1、主控系統(tǒng)實時生成脈沖信號并向脈沖檢測器發(fā)送。主控系統(tǒng)通過其內(nèi)部的軟件自動生成脈沖信號并通過主控系統(tǒng)的脈沖信號輸出 端不間斷地向脈沖檢測器的發(fā)送，該脈沖信號的電壓為24VDC，脈沖信號為脈寬為500ms， 該脈沖信號的占空比為1 1，即采用250ms高電平和250ms低電平的不間斷脈沖信號。2、脈沖檢測器實時檢測主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，當(dāng)脈沖檢測器的檢測結(jié)果出現(xiàn) 異常時執(zhí)行步驟3，否則循環(huán)執(zhí)行步驟1和2。脈沖檢測器實時接收主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，如果脈沖檢測器接收的信脈沖信 號與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號完全一致，則認(rèn)為主控系統(tǒng)工作正常，重復(fù)執(zhí)行步驟1和步 驟2。如果脈沖檢測器有下列情況(1)脈沖檢測器接收不到脈沖信號；(2)脈沖檢測器接 收的脈沖信號頻率與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號頻率不一致；(3)脈沖檢測器接收的脈沖信 號電壓與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號電壓級別不一致，只要出現(xiàn)上述三種情況之一，即可認(rèn)為主控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要對風(fēng)電機組進(jìn)行停機處理，進(jìn)入步驟3。3、脈沖檢測器向安全系統(tǒng)輸出接點信號，即主控系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況(如死機、運 行中斷等)時，將脈沖檢測器與安全系統(tǒng)之間的開關(guān)接點斷開以通知通知安全系統(tǒng)。4、安全系統(tǒng)檢測到接點信號后斷開安全鏈并向變槳系統(tǒng)發(fā)送控制命令，該控制命 令(EFC指令)在得電時應(yīng)為正常狀態(tài)，失電時表示發(fā)出緊急順槳EFC指令，這可以保證接 線斷開、電源中斷等情況均能讓槳葉緊急順槳。5、變槳系統(tǒng)接收控制命令后控制風(fēng)電機組停機，其具體過程為變槳系統(tǒng)檢測到 控制命令(EFC指令)后進(jìn)行掉電處理，斷開市電電源，從后備電源供電，驅(qū)動槳葉到順槳 位，讓機組安全停機。通過以上步驟，可以及時地判斷主控系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障并在出現(xiàn)故障后能夠及時 地控制風(fēng)電機組的安全停機，實現(xiàn)了對風(fēng)電機組設(shè)備的有效保護，保證了風(fēng)電機組的安全 運行。需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并 不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出 的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，其特征在于包括以下步驟(1)主控系統(tǒng)實時生成脈沖信號并向脈沖檢測器發(fā)送；(2)脈沖檢測器實時檢測主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，當(dāng)脈沖檢測器的檢測結(jié)果出現(xiàn)異常時執(zhí)行步驟(3)，否則循環(huán)執(zhí)行步驟(1)和(2)；(3)脈沖檢測器向安全系統(tǒng)輸出接點信號；(4)安全系統(tǒng)檢測到接點信號后斷開安全鏈并向變槳系統(tǒng)發(fā)送控制命令；(5)變槳系統(tǒng)接收控制命令后控制風(fēng)電機組停機，實現(xiàn)對風(fēng)電機組安全運行的有效控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，其特征在于主控系 統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號的脈寬為500ms，該脈沖信號的占空比為1 1，該脈沖信號的電壓為 24VDC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，其特征在于所述的脈 沖檢測器的檢測結(jié)果出現(xiàn)異常包括脈沖檢測器接收不到脈沖信號，或者脈沖檢測器接收 的脈沖信號頻率與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號頻率不一致，或者脈沖檢測器接收的脈沖信號 電壓與主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號電壓級別不相等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保證風(fēng)電機組安全運行的控制方法，包括以下步驟包括以下步驟(1)主控系統(tǒng)實時生成脈沖信號并向脈沖檢測器發(fā)送；(2)脈沖檢測器實時檢測主控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，當(dāng)脈沖檢測器的檢測結(jié)果出現(xiàn)異常時執(zhí)行步驟(3)，否則循環(huán)執(zhí)行步驟(1)和(2)；(3)脈沖檢測器向安全系統(tǒng)輸出接點信號；(4)安全系統(tǒng)檢測到接點信號后斷開安全鏈并向變槳系統(tǒng)發(fā)送控制命令；(5)變槳系統(tǒng)接收控制命令后控制風(fēng)電機組停機。本發(fā)明設(shè)計合理，其通過實時檢測主控系統(tǒng)的脈沖信號來判斷主控系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障并在出現(xiàn)故障后能夠及時地控制風(fēng)電機組的安全停機，實現(xiàn)了對風(fēng)電機組設(shè)備的有效保護，保證了風(fēng)電機組的安全運行。
文檔編號G05B19/04GK101893855SQ20091006894
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者包天元, 連而錦 申請人:天津瑞能電氣有限公司