CN110630444A - 一种风力发电机组安全伴生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机组安全伴生系统，风机安全伴生系统通过总线与原来风机控制系统进行数据交互，通过安全系统级安全链控制变桨系统快速顺桨，风机安全伴生系统参与远程控制紧急偏航启动装置，增加备用电源，机组供电冗余，保证机组安全。本发明作为原有系统的补充，加强对原有系统关于风机飞车和火灾事故的预判和处理，优化安全链电气电路，增加紧急偏航侧风策略，增加新的检测点，检测定子接线盒温度，防止接线铜排出现过热现象，增加对刹车盘温度检测，对增加定子接触器，网侧接触器反馈触点检测逻辑，并采用模式识别方式断开箱变断路器，以保证风机安全。

Description

一种风力发电机组安全伴生系统
技术领域
本发明涉及的是风力发电机机组安全控制技术领域，具体涉及一种风力发电机组安全伴生系统。
背景技术
通过对近几年风电机组出现过飞车倒塔、火灾事故分析，风机飞车主要因为风机在运行过程突然出现主控系统死机，变桨通信中断，电气或者机械原因无法正常顺桨，风机由于没有负荷，风机转速会持续上升，如果不能有效采取措施，随着转速上升可能会造成叶片扫塔，造成风机倒塔危险。
风机起火主要由油火，电火两部分原因引起。油火主要是由于机组漏油，特别是高速轴下端出现大面积油污，当遇到持续较强的明火后，油污会被引燃，造成这个原因主要是高速刹车造成火花四溅，引燃齿轮油，引起火灾。电火，主要是由于接触器灭弧能力不行，引起持续高温放电，引燃电气元件、线缆、油污导致火灾，并网接线盒铜排因为截面积过小或者端子松动，引起局部过流、打火问题，造成线缆起火。
由于早前机组缺乏相应的应对措施，难以有效抑制飞车和火灾情况的发生，造成大量的财产损失。
综上所述，本发明设计了一种风力发电机组安全伴生系统。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种风力发电机组安全伴生系统，独立于原有的风机控制系统，作为原有系统的补充，加强对原有系统关于风机飞车和火灾事故的预判和处理，优化安全链电气电路，增加紧急偏航侧风策略，增加新的检测点，检测定子接线盒温度，防止接线铜排出现过热现象，增加对刹车盘温度检测，对增加定子接触器，网侧接触器反馈触点检测逻辑，并采用模式识别方式断开箱变断路器，以保证风机安全。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种风力发电机组安全伴生系统，在原有风机原有控制系统，增加风机安全系统，机舱内的风速仪、偏航控制盒、叶轮转速、烟雾传感器、定子接线盒测温、刹车盘温度、电网三相电流、并网接触器、网侧接触器和定子接线盒烟雾传感器均与风机原有控制系统和风机安全系统相连，风机原有控制系统和风机安全系统通过总线进行数据交互，风机原有控制系统通过风机原安全链控制变桨系统，风机安全系统通过安全系统级安全链控制变桨系统，远程控制系统紧急偏航启动装置由风机安全系统中的PLC系统控制，风机原有控制系统和风机安全系统均与偏航变频器相连，发出控制偏航命令，偏航变频器与多个偏航电机相连，塔基的手动控制偏航面板，控制紧急偏航，风机安全系统紧急状况下可控制箱变断路器断开，应急备用电源与塔基供电连接，风机安全系统的UPS电源与偏航变频器供电可以选择由备用电源提供。
作为优选，作为优选，所述的PLC系统设置在第一导轨上，第一导轨上还设置有端子及部件开关，所述的第二导轨与第一导轨平行设置在风机安全系统壳体内，第二导轨上设置有UPS开关电源、总开关，第三导轨设置在第一导轨和第二导轨设置一侧，第一导轨和第二导轨另一侧还设置有端子，第三导轨上设置有继电器。
作为优选，所述的风力发电机组安全伴生系统采用防飞车软件和火灾预判软件。
作为优选，所述的防飞车软件采用紧急偏航控制逻辑，包括以下流程：1、输入数据并进行判断，若是就执行紧急偏航控制策略，断开安全链；2再判断是否偏转90°，若是执行下一步；若否继续执行紧急偏航控制策略，断开安全链；3、停止紧急偏航控制策略，完成。
作为优选，所述的紧急偏航控制逻辑增加远程控制系统手动控制紧急偏航装置启动逻辑，紧急偏航控制逻辑可以由风速仪风速风向，发电机及叶轮转速判断；偏航系统通过进偏航控制逻辑执行偏航，调整机舱角度，并断开安全系统级安全链。
作为优选，所述的火灾预判软件采用防燃控制逻辑，包括以下流程：1、数据输入，判断数据是否异常；2、根据数据报相应故障，并断开安全链或箱变断路器；3完成。
作为优选，所述的防燃控制逻辑控制外部设备、安全系统级安全链及箱变断路器。
本发明的风机安全伴生系统独立于原有的风机控制系统，作为原有系统的补充，加强对原有系统关于风机飞车和火灾事故的预判和处理，优化安全链电气电路，增加紧急偏航侧风策略，增加新的检测点，检测定子接线盒温度，防止接线铜排出现过热现象，增加对刹车盘温度检测，对增加定子接触器，网侧接触器反馈触点检测逻辑，并采用模式识别方式断开箱变断路器，以保证风机安全。
本发明的有益效果：
本发明作为原来老旧机组安全系统的有效补充，特别是对老旧机组出现的飞车和火灾隐患进行有效预防和预警，保证机组的运行安全，避免业主因为机组倒塔或者燃烧造成的财产损失。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明的防飞车软件实现示意图；
图3为本发明的火灾预判软件实现流程图；
图4为本发明的硬件结构图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：一种风力发电机组安全伴生系统，在风机原有控制系统1基础上，增加一套风机安全系统2，机舱内的风速仪、偏航控制盒、叶轮转速、烟雾传感器、定子接线盒测温、刹车盘温度、电网三相电流、并网接触器、网侧接触器和定子接线盒烟雾传感器均与风机原有控制系统1和风机安全系统2相连，风机原有控制系统1和风机安全系统2 通过总线进行数据交互，风机原有控制系统1通过风机原安全链控制变桨系统3，风机安全系统2通过安全系统级安全链控制变桨系统3，远程控制系统紧急偏航启动装置由风机安全系统2中的PLC系统21控制，风机原有控制系统1和风机安全系统2均与偏航变频器4相连，发出控制偏航命令，偏航变频器4与多个偏航电机M相连，塔基5的手动控制偏航面板51，控制紧急偏航，风机安全系统2紧急状况下可控制箱变断路器断开，应急备用电源6与塔基5供电连接，风机安全系统2的UPS电源22与偏航变频器4供电可以选择由备用电源6提供。
值得注意的是，所述的PLC系统21设置在第一导轨7上，第一导轨7上还设置有端子8及部件开关9，所述的第二导轨10与第一导轨7平行设置在风机安全系统壳体11内，第二导轨10上设置有UPS开关电源22、总开关13，第三导轨14设置在第一导轨和第二导轨设置一侧，第一导轨和第二导轨另一侧还设置有端子，第三导轨14上设置有继电器12。
值得注意的是，所述的风力发电机组安全伴生系统采用防飞车软件和火灾预判软件。
值得注意的是，所述的防飞车软件采用紧急偏航控制逻辑，包括以下流程：1、输入数据并进行判断，若是就执行紧急偏航控制策略，断开安全链；2再判断是否偏转90°，若是执行下一步；若否继续执行紧急偏航控制策略，断开安全链；3、停止紧急偏航控制策略，完成。
值得注意的是，所述的紧急偏航控制逻辑增加远程控制系统手动控制紧急偏航装置启动逻辑，紧急偏航控制逻辑可以由风速仪风速风向，发电机及叶轮转速判断；偏航系统通过进偏航控制逻辑执行偏航，调整机舱角度，并断开安全系统级安全链。
值得注意的是，所述的火灾预判软件采用防燃控制逻辑，包括以下流程：1、数据输入，判断数据是否异常；2、根据数据报相应故障，并断开安全链或箱变断路器；3完成。
此外，所述的防燃控制逻辑控制外部设备、安全系统级安全链及箱变断路器。
本具体实施方式的风机安全伴生系统独立于原有的风机控制系统，加强对原有系统关于风机飞车和火灾事故的预判和处理。
对于机组飞车处理：
优化安全链电气电路，采用最新控制策略，实时监测风机风速、风向、转速情况，增加紧急偏航侧风策略，建立机组飞车数据对比数据库，通过对数据进行综合分析，当出现异常时，通过控制偏航，使机舱偏离对风位置，让转速降低，避免出现机组飞车状况，造成机组危险。
机组燃烧故障点预警：
增加新的检测点，检测定子接线盒温度，防止接线铜排出现过热现象，增加对刹车盘温度检测，对增加定子接触器，网侧接触器反馈触点检测逻辑，并采用模式识别方式断开箱变断路器，以保证风机安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种风力发电机组安全伴生系统，在风机原有控制系统(1)基础上，增加一套风机安全系统(2)，其特征在于机舱内的风速仪、偏航控制盒、叶轮转速、烟雾传感器、定子接线盒测温、刹车盘温度、电网三相电流、并网接触器、网侧接触器和定子接线盒烟雾传感器均与风机原有控制系统(1)和风机安全系统(2)相连，风机原有控制系统(1)和风机安全系统(2 )通过总线进行数据交互，风机原有控制系统(1)通过风机原安全链控制变桨系统(3)，风机安全系统(2)通过安全系统级安全链控制变桨系统(3)，远程控制系统紧急偏航启动装置由风机安全系统(2)中的PLC系统(21)控制，风机原有控制系统(1)和风机安全系统(2)均与偏航变频器(4)相连，发出控制偏航命令，偏航变频器(4)与多个偏航电机(M)相连，塔基(5)的手动控制偏航面板(51)，控制紧急偏航，风机安全系统(2)紧急状况下可控制箱变断路器断开，应急备用电源(6)与塔基(5)供电连接，风机安全系统(2)的UPS电源(22)与偏航变频器(4)供电由备用电源(6)供电。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组安全伴生系统，其特征在于，所述的PLC系统(21)设置在第一导轨(7)上，第一导轨(7)上还设置有端子(8)及部件开关(9)，所述的第二导轨(10)与第一导轨(7)平行设置在风机安全系统壳体(11)内，第二导轨(10)上设置有UPS开关电源(22)、总开关(13)，第三导轨(14)设置在第一导轨和第二导轨设置一侧，第一导轨和第二导轨另一侧还设置有端子，第三导轨(14)上设置有继电器(12)。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组安全伴生系统，其特征在于，所述的风力发电机组安全伴生系统采用防飞车软件和火灾预判软件。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组安全伴生系统，其特征在于，所述的防飞车软件采用紧急偏航控制逻辑，包括以下流程：(1)、输入数据并进行判断，若是就执行紧急偏航控制策略，断开安全链；(2)再判断是否偏转90°，若是执行下一步；若否继续执行紧急偏航控制策略，断开安全链；(3)、停止紧急偏航控制策略，完成。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组安全伴生系统，其特征在于，所述的紧急偏航控制逻辑增加远程控制系统手动控制紧急偏航装置启动逻辑，紧急偏航控制逻辑可以由风速仪风速风向，发电机及叶轮转速判断；偏航系统通过进偏航控制逻辑执行偏航，调整机舱角度，并断开安全系统级安全链。
6.根据权利要求3所述的一种风力发电机组安全伴生系统，其特征在于，所述的火灾预判软件采用防燃控制逻辑，包括以下流程：(1)、数据输入，判断数据是否异常；(2)、根据数据报相应火灾预警故障，并断开安全链或箱变断路器；(3)完成。
7.根据权利要求6所述的一种风力发电机组安全伴生系统，其特征在于，所述的防燃控制逻辑控制外部设备、安全系统级安全链及箱变断路器。
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