一種風力發電機組啟動控制的方法和裝置的製作方法
2023-05-31 11:25:46
專利名稱：一種風力發電機組啟動控制的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電機組控制領域，具體地，涉及一種風力發電機組啟動控制的方法和裝置。
背景技術：
近年來隨著風力發電不斷地發展，風電場裝機容量逐年上升，風力發電所佔的比例越來越大，已逐漸成為了一種常規能源。隨著風電場裝機容量逐年上升，風力發電機組的日常維護工作也越來也多，這樣就需要風機儘可能的減少故障。同時風力發電機組故障停機時間對發電量的影響也越來越大，而其中部分引起停機的故障也是可以進行控制的，其中尤以啟動次數故障停機最為明顯。由於前幾年風電的迅速發展，很多目前在運行的風力發電機組都沒有對啟動進行控制，僅僅是限制啟動次數。但由於當初考慮不全或者重視度不夠等因素，造成的歷史遺留問題已經開始對風力發電機組的維護和可利用率產生了影響。 在風力發電機組的實際運行過程中，風速的波動是比較大的，如果風速在切入風速上下波動時，風力發電機組就會在啟動，運行和停止三種狀態之間按順序頻繁的進行切換。而風機過於頻繁的啟動，併網，又會使併網接觸器頻繁的吸合和斷開。這樣一來一方面會縮短變流器的使用壽命，同時也會給整個電網造成一定的衝擊和影響，另外也會對風力發電機組的傳動鏈有一定的影響。所以對風力發電機組的啟動進行控制是必要的。
發明內容
本發明的目的是提供一種風力發電機組啟動控制的方法和裝置，來實現對風力發電機組的啟動進行控制，從而實現減少風力發電機組因為啟動故障引起的停機時間，減少風機因頻繁併網、脫網對電網的衝擊和影響，在一定程度上降低風機的維護成本，同時通過控制風力發電機組啟動，來實現延長風力發電機組部分元件使用壽命的目的。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種風力發電機組啟動控制的方法，包括驟A，判定是否滿足啟動條件，所述判定依據來源為從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據；步驟B,如果滿足啟動條件,則觸發狀態切換,風力發電機組自動進入啟動狀態；步驟C,在風力發電機組自動進入啟動狀態時,記錄風力發電機組的狀態切換次數；步驟D，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將在狀態切換計數周期內記錄的狀態切換次數和預設的允許狀態切換次數相比較，根據比較的結果來分別達到不同的控制結果；步驟E，如果在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數小於或等於預設的允許狀態切換次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入步驟A進行下一輪循環；反之，在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數大於預設的允許狀態切換次數，則觸發啟動故障處理；步驟F，進行啟動故障處理，故障處理完成一個周期後，再重新進入步驟A進行下一輪循環，同時對狀態切換次數記錄周期和故障處理周期進行清零。
進一步地，所述步驟A中，從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據，先經濾波和防抖預處理後再進行所述的判定。一種風力發電機組啟動控制的裝置，包括啟動狀態判定模塊，判定是否滿足啟動條件，所述判定依據來源為從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據；啟動狀態確認模塊，如果滿足啟動條件，則觸發狀態切換，風力發電機組自動進入啟動狀態；啟動狀態記錄模塊，在風力發電機組自動進入啟動狀態時，記錄風力發電機組的狀態切換次數；啟動控制模塊，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將在狀態切換計數周期內記錄的狀態切換次數和預設的允許狀態切換次數相比較，根據比較的結果來分別達到不同的控制結果；啟動故障判定模塊，如果在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數小於或等於預設的允許狀態切換次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入啟動狀態判定模塊進行下一輪循環；反之，在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數大於預設的允許狀態切換次數，則觸發啟動故障處理；啟動故 障處理模塊，進行啟動故障處理，故障處理完成一個周期後，再重新進入啟動狀態判定模塊進行下一輪循環，同時對狀態切換次數記錄周期和故障處理周期進行清零。本發明通過採用以上技術方案，其具有以下有益效果(I)減少了風力發電機組的故障停機時間，減少了風場維護人員的工作量。(2)解決了在現場運行的風力發電機組啟動故障必須人工復位的問題，在一定程度降低了風機維護成本。(3)採集風力發電機組主控PLC中所得的數據和相關狀態信息，硬體改動小，實現容易，可行性較強，且成本較低，利於推廣。(4)解決了在現場運行的風力發電機組在低風速時頻繁啟動的問題，提高了風力發電機組的安全性和穩定性。(5)延長了風力發電機組變流器等主要部件的使用壽命。下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為風力發電機組主控PLC的採集系統原理圖；圖2為本發明的風力發電機組啟動控制的裝置結構框具體實施例方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。實施例I本發明的一種風力發電機組啟動控制的方法，主要是利用風力發電機組啟動要依賴於風速大小的條件，如圖I所示，首先通過狀態採集模塊採集風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態(包括變槳系統狀態、發電機狀態、變流器狀態、電網狀態、偏航系統狀態、液壓系統狀態、安全鏈系統狀態、潤滑系統狀態、齒輪箱系統狀態)以及通過數據採集模塊採集啟動相關數據(葉輪速度、風速、風向等)，這些狀態和數據反映了各個子系統的狀態和外界輸入的相關條件和數據。具體地，各個子系統的狀態和啟動相關數據通過相關傳感器(振動傳感器、防雷系統傳感器、葉輪速度傳感器、風速儀、風向標)採集到風力發電機組主控PLC中，然後進行濾波和防抖預處理，處理後的狀態標誌位和數據作為啟動控制的輸入信息，然後通過信號處理及邏輯控制來對輸入信息進行處理，再配合相應的執行裝置來實現風機啟動控制。
其中，啟動控制具體流程如下
步驟A，根據上述的啟動控制的輸入信息判定是否滿足啟動條件。
步驟B,如果滿足啟動條件,則觸發狀態切換,風力發電機組自動進入啟動狀態。
步驟C，在風力發電機組自動進入啟動狀態時，記錄風力發電機組的狀態切換次數。
步驟D，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將在狀態切換計數周期內記錄的狀態切換次數和預設的允許狀態切換次數相比較，根據比較的結果來分別達到不同的控制結果。
步驟E，如果在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數小於或等於預設的允許狀態切換次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入步驟A進行下一輪循環；反之，在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數大於預設的允許狀態切換次數，則觸發啟 動故障處理。
步驟F，進行啟動故障處理，故障處理完成一個周期後，再重新進入步驟A進行下一輪循環，同時對狀態切換次數記錄周期和故障處理周期進行清零，即當完成故障處理後，將狀態切換次數記錄周期寄存器和故障處理周期的寄存器裡面的數值置零，然後重新觸發這兩個計時模塊。
實施例2
本發明的一種風力發電機組啟動控制的裝置，主要是在風力發電機組主控PLC中增加啟動控制功能模塊，如圖2所示，啟動控制功能模塊的輸入信息來源為風力發電機組主控PLC中的數據採集模塊採集到的系統狀態和數據、並經濾波和防抖預處理所得的信息。即啟動控制功能模塊可通過網絡通訊和內部信息交互的方式獲得風力發電機組的各個子系統所有狀態和其它啟動相關數據信息，並基於所獲得信息進行啟動控制。其中，啟動控制功能模塊主要包括
啟動狀態判定模塊，判定是否滿足啟動條件，所述判定依據來源為從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據。
啟動狀態確認模塊，如果滿足啟動條件,則觸發狀態切換,風力發電機組自動進入啟動狀態。
啟動狀態記錄模塊，在風力發電機組自動進入啟動狀態時，記錄風力發電機組的狀態切換次數。
啟動控制模塊，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將在狀態切換計數周期內記錄的狀態切換次數和預設的允許狀態切換次數相比較，根據比較的結果來分別達到不同的控制結果。
啟動故障判定模塊，如果在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數小於或等於預設的允許狀態切換次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入啟動狀態判定模塊進行下一輪循環；反之，在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數大於預設的允許狀態切換次數，則觸發啟動故障處理。
啟動故障處理模塊，進行啟動故障處理，故障處理完成一個周期後，再重新進入啟動狀態判定模塊進行下一輪循環，同時對狀態切換次數記錄周期和故障處理周期進行清零。
最後應說明的是以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明， 儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種風力發電機組啟動控制的方法，其特徵在於，包括 步驟A，判定是否滿足啟動條件，所述判定依據來源為從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據； 步驟B,如果滿足啟動條件,則觸發狀態切換,風力發電機組自動進入啟動狀態； 步驟C，在風力發電機組自動進入啟動狀態時，記錄風力發電機組的狀態切換次數； 步驟D，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將在狀態切換計數周期內記錄的狀態切換次數和預設的允許狀態切換次數相比較，根據比較的結果來分別達到不同的控制結果； 步驟E，如果在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數小於或等於預設的允許狀態切換次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入步驟A進行下一輪循環；反之，在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數大於預設的允許狀態切換次數，則觸發啟動故障處理； 步驟F，進行啟動故障處理，故障處理完成一個周期後，再重新進入步驟A進行下一輪循環，同時對狀態切換次數記錄周期和故障處理周期進行清零。
2.根據權利要求I所述的風力發電機組啟動控制的方法，其特徵在於，所述步驟A中，從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據，先經濾波和防抖預處理後再進行所述的判定。
3.一種風力發電機組啟動控制的裝置，其特徵在於，包括 啟動狀態判定模塊，判定是否滿足啟動條件，所述判定依據來源為從風力發電機組主控PLC中獲得的、風力發電機組啟動前的各個子系統的狀態以及啟動相關數據； 啟動狀態確認模塊，如果滿足啟動條件，則觸發狀態切換，風力發電機組自動進入啟動狀態； 啟動狀態記錄模塊，在風力發電機組自動進入啟動狀態時，記錄風力發電機組的狀態切換次數； 啟動控制模塊，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將在狀態切換計數周期內記錄的狀態切換次數和預設的允許狀態切換次數相比較，根據比較的結果來分別達到不同的控制結果； 啟動故障判定模塊，如果在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數小於或等於預設的允許狀態切換次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入啟動狀態判定模塊進行下一輪循環；反之，在狀態切換計數周期內，記錄所得的狀態切換次數大於預設的允許狀態切換次數，則觸發啟動故障處理； 啟動故障處理模塊，進行啟動故障處理，故障處理完成一個周期後，再次重新進入啟動狀態判定模塊進行下一輪循環，同時對狀態切換次數記錄周期和故障處理周期進行清零。
全文摘要
本發明公開了一種風力發電機組啟動控制的方法和裝置，包括啟動狀態判定模塊，以從PLC獲得的風電機組啟動前的各個子系統的狀態和啟動相關數據作為輸入，判定是否滿足啟動條件；啟動狀態確認模塊,如滿足啟動條件，則觸發狀態切換，進入啟動狀態；啟動狀態記錄模塊，記錄狀態切換次數；啟動控制模塊，預設狀態切換計數周期內的允許狀態切換次數，並將該周期內的記錄次數與允許次數比較；啟動故障判定模塊，如記錄次數小或等於允許次數，則不觸發啟動故障處理，直接進入啟動狀態判定模塊；反之，觸發啟動故障處理；啟動故障處理模塊，故障處理完成後，再次進入啟動狀態判定模塊。本發明可減少啟動故障停機時間及對電網的衝擊，降低維護成本。
文檔編號F03D7/00GK102937071SQ20121049493
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者王峰, 劉國君, 汪正軍, 潘磊 申請人:國電聯合動力技術有限公司