CN110778467B - 风力发电机组雷击保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种风力发电机组雷击保护方法，设置一套雷电预警监测系统，与风力发电机组的控制系统配合，实现风力发电机组雷击保护；所述雷电预警监测系统检测风力发电机组所在的有限空间内有无雷电活动以及雷电的放电电流强度，发送给风力发电机组的控制系统，风力发电机组的控制系统据此控制风力发电机组的运行状态，免遭雷电危害。

Description

风力发电机组雷击保护方法
技术领域
本发明涉及风力发电机组雷击保护方法领域，具体涉及一种基于雷电预警和监测的风力发电机组雷击保护方法。
背景技术
目前，风力发电机组逐步向长叶片，高塔筒方向发展，由于自身结构和风电场地理特征，风机极易遭受雷击。目前，风电机组大多采用雷电计数卡记录雷电流峰值或者通过加装的雷电监测装置监测雷击发生时的状态，不具备预警的功能，当风电机组遭受到的雷击时，其机组保护方式相对较弱，风机实际运行时，有时候为了保护机组安全，在雷击之前就让机组停机运行，严重影响机组的发电效率，同时风机遭受雷击后，故障原因分析也相当困难。因此，需要提出一种风力发电机组雷击保护方法，能够对雷电预警和监测，并通过风机主控系统执行雷击保护，实现对风力发电机组的雷击保护方式。
发明内容
为了解决上述问题，提供一种基于雷电预警和监测的风力发电机组雷击保护方法，其利用风力发电机组主控系统执行雷击保护，有效的保证风力发电机组的安全运行，从而达到减小和避免雷击对风电机组的影响，降低因雷击造成停机带来的发电量损失，同时为雷击后风机维护提供参考。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风力发电机组雷击保护方法，设置一套雷电预警监测系统，与风力发电机组的控制系统配合，实现风力发电机组雷击保护；所述雷电预警监测系统检测风力发电机组所在的有限空间内有无雷电活动以及雷电的放电电流强度，发送给风力发电机组的控制系统，风力发电机组的控制系统据此控制风力发电机组的运行状态，免遭雷电危害。
所述雷电预警监测系统具备如下功能：
A、能够感知风力发电机组所在的有限大气空间范围内的大气电场值，根据该大气电场值判断风力发电机组所在的有限大气空间范围内是否存在雷电活动，以“是”及“否”的逻辑表达方式将判断结果发送给风力发电机组的控制系统；
B、能够测算出雷电的放电电流强度值，发送给风力发电机组的控制系统。
本方法的具体步骤是：
⑴ 当雷电预警监测系统发送的判断结果是“否”时，风力发电机组的控制系统不予响应，风力发电机组保持原有运行状态不变；
⑵ 当雷电预警监测系统发送的判断结果是“是”时，风力发电机组的控制系统开启雷电保护程序，并根据雷电的放电电流强度值，控制风力发电机组分别作出如下响应：
1）如果雷电流峰值Imax≤10KA，则风力发电机组正常运行；
2）如果雷电流峰值10KA<Imax≤50KA时，若此时没有触发主控其他关键位置报警，则风力发电机组降容运行；若此时触发了主控其他关键位置报警，则风力发电机组停机；
3）如果雷电流峰值Imax>50KA，则风力发电机组停机。
本发明的有益效果：
其通过雷电预警系统分析完成目标区域是否有雷电活动发生、发生雷电活动后通过雷电监测系统监测雷击位置和雷电流峰值，通过风机主控系统执行雷电保护，实现风机正常运行、风机降容运行和停机三种雷击保护方式。有效的保证风力发电机组的安全运行，从而达到减小和避免雷击对风电机组的影响，降低因雷击造成停机带来的发电量损失，同时为雷击后风机维护提供参考。
附图说明
图1是为风力发电机组雷击保护方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
本风力发电机组雷击保护方法，设置一套雷电预警监测系统，与风力发电机组的控制系统配合，实现风力发电机组雷击保护；所述雷电预警监测系统检测风力发电机组所在的有限空间内有无雷电活动以及雷电的放电电流强度，发送给风力发电机组的控制系统，风力发电机组的控制系统据此控制风力发电机组的运行状态，免遭雷电危害。
所述雷电预警监测系统具备如下功能：
A、能够感知风力发电机组所在的有限大气空间范围内的大气电场值，根据该大气电场值判断风力发电机组所在的有限大气空间范围内是否存在雷电活动，以“是”及“否”的逻辑表达方式将判断结果发送给风力发电机组的控制系统；
B、能够测算出雷电的放电电流强度值，发送给风力发电机组的控制系统。
至于该雷电预警监测系统的硬件设置及软件开发，是本领域技术人员的基本常识，都有能力设计制作出来，从气象学教科书可获得关于雷电成因及雷电流检测的相关知识，依据这些公知的知识，即可建立判断有无雷电生成以及求解雷电强度的数学模型，依据数学模型可编写出软件程序，无需在此展开说明。
本方法的具体步骤是：
请参见图1，
—当雷电预警监测系统发送的判断结果是“否”时，风力发电机组的控制系统不予响应，风力发电机组保持原有运行状态不变；
—当雷电预警监测系统发送的判断结果是“是”时，风力发电机组的控制系统开启雷电保护程序，并根据雷电的放电电流强度值，控制风力发电机组分别作出如下响应：
-如果雷电流峰值Imax≤10KA，则风力发电机组正常运行；
-如果雷电流峰值10KA<Imax≤50KA时，若此时没有触发主控其他关键位置报警，则风力发电机组降容运行；若此时触发了主控其他关键位置报警，则风力发电机组停机；
-如果雷电流峰值Imax>50KA，则风力发电机组停机。

Claims (1)

1.一种风力发电机组雷击保护方法，设置一套雷电预警监测系统，与风力发电机组的控制系统配合，实现风力发电机组雷击保护；所述雷电预警监测系统检测风力发电机组所在的有限空间内有无雷电活动以及雷电的放电电流强度，发送给风力发电机组的控制系统，风力发电机组的控制系统据此控制风力发电机组的运行状态，免遭雷电危害；
所述雷电预警监测系统具备如下功能：
A、能够感知风力发电机组所在的有限大气空间范围内的大气电场值，根据该大气电场值判断风力发电机组所在的有限大气空间范围内是否存在雷电活动，以“是”及“否”的逻辑表达方式将判断结果发送给风力发电机组的控制系统；
B、能够测算出雷电的放电电流强度值，发送给风力发电机组的控制系统；
其特征在于，该方法的具体步骤是：
⑴ 当雷电预警监测系统发送的判断结果是“否”时，风力发电机组的控制系统不予响应，风力发电机组保持原有运行状态不变；
⑵ 当雷电预警监测系统发送的判断结果是“是”时，风力发电机组的控制系统开启雷电保护程序，并根据雷电的放电电流强度值，控制风力发电机组分别作出如下响应：
1）如果雷电流峰值Imax≤10KA，则风力发电机组正常运行；
2）如果雷电流峰值10KA<Imax≤50KA时，若此时没有触发主控其他关键位置报警，则风力发电机组降容运行；若此时触发了主控其他关键位置报警，则风力发电机组停机；
3）如果雷电流峰值Imax>50KA，则风力发电机组停机。
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