CN108979955A - 一种交流变桨控制系统休眠控制方法 - Google Patents

一种交流变桨控制系统休眠控制方法 Download PDF

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林周泉
应有
项峰
毛秋连
陈钰
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

一种交流变桨控制系统休眠控制方法，风力发电机组在正常发电状态下，变桨控制系统驱动桨叶到达最优桨距角位置，并且当︱桨叶实际位置﹣最优桨距角︱≤0.1°误差内，延时一段时间后，则主控控制变桨控制系统进入休眠模式，变桨驱动器停止输出，变桨电机制动器抱闸，使桨叶位置在最优桨距角位置。当变桨驱动器出现故障或︱主控桨距角给定﹣最优桨距角︱＞0.1°，主控控制变桨驱动器退出休眠模式，变桨驱动器恢复输出，变桨电机制动器松闸。本发明实现交流控制变桨系统进入、退出休眠模式，减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间，能够有效降低系统温升，提高超级电容的使用寿命。同时降低变桨控制系统自耗电，使得风力发电机组更加节能、环保。

Description

一种交流变桨控制系统休眠控制方法
技术领域
本发明属于风力发电机组控制领域，尤其涉及一种交流变桨控制系统休眠控制方法。
背景技术
早期风力发电机组在正常发电过程中交流变桨控制系统的控制策略为：当桨叶到达最优桨距角0°后，变桨控制系统通过控制变桨电机输出制动力矩，使桨叶位置维持在最优桨距角位置。整个过程变桨驱动器MPC输出电流，变桨电机处于工作状态，因此交流变桨控制系统整体温升较高。但是目前交流变桨控制系统后备电源配置大部分为超级电容，超级电容在使用过程中有几点注意事项，包括使用前应确认极性、应在标称电压下使用、超级电容应尽量远离热源等等。其中，超级电容应尽量远离热源是因为外部环境温度对其使用寿命有着重要影响。环境温度越高，超级电容的使用寿命越短。因此有效控制交流变桨控制系统的整体温升有利于延长超级电容的使用寿命。
发明内容
为了克服现有交流变桨控制系统的整体温升较大、不利于延长超级电容的使用寿命的不足，为了降低交流变桨控制系统的整体温升，需改变当桨叶到达最优桨距角0°后交流变桨控制系统的控制策略，本发明提供了一种交流变桨控制系统休眠控制方法，通过升级主控程序实现当桨叶到达最优桨距角0°后变桨控制系统进入、退出休眠模式，从而控制变桨驱动器MPC电流输出和变桨电机制动器的动作，减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间,能够有效降低变桨控制系统整体温升，提高超级电容的使用寿命。同时降低变桨控制系统自耗电，使得风力发电机组更加节能，环保。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种交流变桨控制系统休眠控制方法，所述方法包括以下步骤：
(1)休眠模式进入逻辑：风力发电机组在正常发电状态下，变桨控制系统驱动桨叶到达最优桨距角位置，所述最优桨距角为0°。并且当︱桨叶实际位置﹣最优桨距角︱≤0.1°误差内，延时设定时长的一段时间，则主控控制变桨控制系统进入休眠模式，即MPC状态机进入switchedOn状态，MPC停止输出，变桨电机制动器抱闸，所述MPC为变桨控制系统驱动器；
(2)休眠模式退出逻辑：当MPC出现故障或︱主控桨距角给定﹣最优桨距角︱＞0.1°，主控控制MPC进入OP状态(退出休眠模式)，MPC恢复输出，变桨电机制动器松闸，所述BTB信号为MPC状态正常标志信号，所述最优桨距角为0°；
(3)未升级变桨控制系统休眠功能前，当桨叶到达最优桨距角后，变桨控制系统通过控制变桨电机输出制动力矩，使桨叶位置维持在最优桨距角位置，所述桨距角为0°；升级变桨控制系统休眠功能后，当桨叶到达最优桨距角后，变桨控制系统通过控制变桨电机制动器抱闸，MPC停止输出，使桨叶位置在最优桨距角位置。
进一步，所述步骤(3)中，通过升级主控程序实现交流控制变桨系统进入、退出休眠模式，减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间。
本发明的技术构思为：现有的交流变桨控制系统的控制策略为：当桨叶到达最优桨距角0°后，变桨控制系统通过控制变桨电机输出制动力矩，使桨叶位置维持在最优桨距角位置。整个过程变桨驱动器输出电流，变桨电机处于工作状态，系统整体温升较高。因此如何降低变桨控制系统的温升是问题的关键，本发明提供了一种交流变桨控制系统休眠控制方法，改变现有变桨控制系统的控制策略，通过对变桨控制系统驱动器输出以及制动器的控制，在桨叶最优桨距角没有变化的情况，通过停止变桨驱动器输出，利用变桨电机制动器抱闸使桨叶维持在最优桨距角位置，变桨控制系统进入休眠模式；当最优桨距角位置发生变化或变桨驱动器出现故障后，变桨驱动器恢复输出，变桨电机制动器松闸，变桨控制系统退出休眠模式，并且在机组正常运行的情况下变桨控制系统控制桨叶到达目标最优桨距角位置，在机组故障的情况下，变桨控制系统控制桨叶顺桨至安全位置。因此通过升级主控程序实现对变桨控制系统进入、退出休眠模式的控制，能够减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间，从而有效降低变桨控制系统整体温升，提高超级电容的使用寿命。同时降低变桨控制系统自耗电，使得风力发电机组更加节能，环保。
本发明的有益效果为：1、能够有效降低变桨控制系统整体温升，提高超级电容的使用寿命；2、同时降低变桨控制系统自耗电，使得风力发电机组更加节能，环保
附图说明
图1是交流变桨控制系统进入变桨休眠逻辑图。
图2是交流变桨控制系统退出变桨休眠逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参照图1和图2，一种交流变桨控制系统休眠控制方法，所述方法包括以下步骤：
(1)休眠模式进入逻辑：风力发电机组在正常发电状态下，变桨控制系统驱动桨叶到达最优桨距角位置，所述最优桨距角为0°。并且当︱桨叶实际位置﹣最优桨距角︱≤0.1°误差内，延时设定时长的一段时间(例如延时参数30s)，则主控控制变桨控制系统进入休眠模式，即MPC状态机进入switchedOn状态，MPC停止输出，变桨电机制动器抱闸，所述MPC为变桨控制系统驱动器；
(2)休眠模式退出逻辑：当MPC出现故障(BTB信号为0)或︱主控桨距角给定﹣最优桨距角︱＞0.1°，主控控制MPC进入OP状态，即退出休眠模式，MPC恢复输出，变桨电机制动器松闸，所述BTB信号为MPC状态正常标志信号，所述最优桨距角为0°，所述MPC为变桨控制系统驱动器；
(3)未升级变桨控制系统休眠功能前，当桨叶到达最优桨距角后，变桨控制系统通过控制变桨电机输出制动力矩，使桨叶位置维持在最优桨距角位置，所述桨距角为0°；升级变桨控制系统休眠功能后，当桨叶到达最优桨距角后，变桨控制系统通过控制变桨电机制动器抱闸，MPC停止输出，使桨叶位置在最优桨距角位置。
进一步，所述步骤(3)中，通过升级主控程序实现交流控制变桨系统进入、退出休眠模式，减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间。
本实施例的方案通过对变桨控制系统驱动器输出以及制动器的控制，在桨叶最优桨距角没有变化的情况，通过停止变桨驱动器输出，利用变桨电机制动器抱闸使桨叶维持在最优桨距角位置，变桨控制系统进入休眠模式；当最优桨距角位置发生变化或变桨驱动器出现故障后，变桨驱动器恢复输出，变桨电机制动器松闸，变桨控制系统退出休眠模式，并且在机组正常运行的情况下变桨控制系统控制桨叶到达目标最优桨距角位置，在机组故障的情况下，变桨控制系统控制桨叶顺桨至安全位置。因此通过升级主控程序实现对变桨控制系统进入、退出休眠模式的控制，能够减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间，从而有效降低变桨控制系统整体温升，提高超级电容的使用寿命。同时降低变桨控制系统自耗电，使得风力发电机组更加节能，环保。

Claims (2)

1.一种交流变桨控制系统休眠方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)休眠模式进入逻辑：风力发电机组在正常发电状态下，变桨控制系统驱动桨叶到达最优桨距角位置，所述最优桨距角为0°,并且当︱桨叶实际位置﹣最优桨距角︱≤0.1°误差内，延时设定时长的一段时间，则主控控制变桨控制系统进入休眠模式，即MPC状态机进入switchedOn状态，MPC停止输出，变桨电机制动器抱闸，所述MPC为变桨控制系统驱动器；
(2)休眠模式退出逻辑：当MPC出现故障或︱主控桨距角给定﹣最优桨距角︱＞0.1°，主控控制MPC进入OP状态，即退出休眠模式，MPC恢复输出，变桨电机制动器松闸，所述BTB信号为MPC状态正常标志信号，所述最优桨距角为0°；
(3)未升级变桨控制系统休眠功能前，当桨叶到达最优桨距角后，变桨控制系统通过控制变桨电机输出制动力矩，使桨叶位置维持在最优桨距角位置，所述桨距角为0°；升级变桨控制系统休眠功能后，当桨叶到达最优桨距角后，变桨控制系统通过控制变桨电机制动器抱闸，MPC停止输出，使桨叶位置在最优桨距角位置。
2.如权利要求1所述的一种交流变桨控制系统休眠方法，其特征在于：所述步骤(3)中，通过升级主控程序实现交流控制变桨系统进入、退出休眠模式，减少变桨驱动器和变桨电机的工作时间。
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