CN111022253B - 风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质 - Google Patents

风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质，该方法包括：通过配电保护开关、接触器、软启动器和带自复位功能的热继电器构成偏航电机的驱动控制电路；当风力发电机组偏航时，判断热继电器是否跳闸；若热继电器跳闸，则风力发电机组停止偏航但不停机，等待热继电器自复位后再次偏航。本申请为了减少偏航过载故障，结合热继电器自带的跳闸自复位功能，当偏航时，热继电器跳闸后，风力发电机组在等待热继电器自复位后才进行再次偏航，能够有效躲避偏航极限风况，降低偏航过载保护的停机次数。

Description

风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及风力发电机组领域，特别是涉及一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质。
背景技术
偏航系统是风力发电机的重要组成部分之一。风力发电机的偏航系统也称之为对风装置，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。
目前，行业内对偏航电机选型时，采用对多种风况建立模型计算极限偏航转矩，再通过极限偏航转矩作为偏航电机的最大转矩，进而确定偏航电机功率和型号。因此，在特殊的风况下，偏航电机输出转矩可能大于额定转矩，导致偏航电机过载运行，触发偏航电机过载保护。
因此，如何实现对偏航电机过载保护的冗余控制，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质，可以有效躲避偏航极限风况，降低偏航过载保护的停机次数。其具体方案如下：
一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，包括：
通过配电保护开关、接触器、软启动器和带自复位功能的热继电器构成偏航电机的驱动控制电路；
当风力发电机组偏航时，判断所述热继电器是否跳闸；
若所述热继电器跳闸，则所述风力发电机组停止偏航但不停机，等待所述热继电器自复位后再次偏航。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，在等待所述热继电器自复位之前，还包括：
判断偏航失败次数是否大于等于设定次数；
若偏航失败次数大于等于设定次数时，判定偏航过载故障；
若偏航失败次数小于设定次数时，判定偏航失败，等待所述热继电器自复位。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，等待所述热继电器自复位后再次偏航，具体包括：
在判定偏航失败的同时，通过计时器开始计时，并判断所述热继电器是否自复位；
若所述热继电器自复位，则当热继电器恢复等待时间过了之后，所述风力发电机组再次偏航。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，还包括：
若所述热继电器未自复位，则判断所述计时器计时的时间是否大于等于偏航失败等待时间；
若所述计时器计时的时间大于等于所述偏航失败等待时间，则所述风力发电机组故障停机。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，还包括：
若所述计时器计时的时间小于所述偏航失败等待时间，则继续判断所述热继电器是否自复位。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，还包括：
若所述热继电器未跳闸，则所述风力发电机组结束偏航。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，在构成偏航电机的驱动控制电路之后，还包括：
对构成的所述驱动控制电路进行硬件保护参数设置。
优选地，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，对构成的所述驱动控制电路进行硬件保护参数设置，具体包括：
利用所述热继电器的脱扣曲线和所述偏航电机的额定电流，确定所述热继电器的整定电流和堵转脱扣时间；
利用所述配电保护开关的脱扣曲线、所述偏航电机的额定功率和所述热继电器的堵转脱扣时间，确定所述配电保护开关的整定电流和堵转脱扣时间；
当所述热继电器的堵转脱扣时间短于所述配电保护开关的堵转脱扣时间时，判定硬件保护参数设置完成。
本发明实施例还提供了一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法。
从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质，包括：通过配电保护开关、接触器、软启动器和带自复位功能的热继电器构成偏航电机的驱动控制电路；当风力发电机组偏航时，判断热继电器是否跳闸；若热继电器跳闸，则风力发电机组停止偏航但不停机，等待热继电器自复位后再次偏航。
本发明为了减少偏航过载故障，结合热继电器自带的跳闸自复位功能，当偏航时，热继电器跳闸后，风力发电机组在等待热继电器自复位后才进行再次偏航，能够有效躲避偏航极限风况，降低偏航过载保护的停机次数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的风力发电机组的偏航电机驱动控制电路图；
图3为本发明实施例提供的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法的具体流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
S101、通过配电保护开关、接触器、软启动器和带自复位功能的热继电器构成偏航电机的驱动控制电路；
具体地，如图2所示，开关1Q1为配电保护开关；接触器1Q2和1Q3分别为顺时针和逆时针偏航控制；1Q4为软启动器；2F1、2F2、2F3和2F4为偏航电机过载保护热继电器，带自复位功能；
S102、风力发电机组偏航；此时，机舱角度大于偏航角度；机舱角度是指机舱相对于风向仪的相对角度值；偏航角度是指机舱角度大于某个角度值时，风力发电机组开始偏航时的角度；
S103、判断热继电器是否跳闸；
若热继电器跳闸，则执行步骤S104；
S104、风力发电机组停止偏航但不停机，等待热继电器自复位后再次偏航。
在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，为了减少偏航过载故障，结合热继电器自带的跳闸自复位功能，当偏航时，热继电器跳闸后，风力发电机组在等待热继电器自复位后才进行再次偏航，能够有效躲避偏航极限风况，降低偏航过载保护的停机次数。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，如图3所示，还包括：
若热继电器未跳闸，则执行步骤S105；
S105、风力发电机组结束偏航，此时，机舱角度小于停止角度；停止角度是指偏航时，机舱角度小于某个角度时，风力发电机组停止偏航时的角度。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，在步骤S104等待热继电器自复位之前，如图3所示，还可以包括：
S201、判断偏航失败次数是否大于等于设定次数；具体地，在控制逻辑中增加参数“偏航失败次数”，通过对该参数的设置可以实现对偏航故障的不同判定；
若偏航失败次数大于等于设定次数时，执行步骤S202；
S202、判定偏航过载故障；
若偏航失败次数小于设定次数时，执行步骤S203；
S203、判定偏航失败。
在具体实施时，如图3所示，在判定偏航失败的同时，执行步骤S204；
S204、通过计时器开始计时；
S205、判断热继电器是否自复位；
若热继电器自复位，则执行步骤S206；
S206、当热继电器恢复等待时间过了之后，风力发电机组再次偏航。具体地，在控制逻辑中增加参数“热继电器恢复等待时间”，通过充分考虑热继电器的热元件的散热，降低再次启动偏航的失败率。
在具体实施时，如图3所示，若热继电器未自复位，则执行步骤S207；
S207、判断计时器计时的时间是否大于等于偏航失败等待时间；具体地，在控制逻辑中增加参数“偏航失败等待时间”，通过对该参数的设置可以进一步实现对偏航故障的不同判定；
若计时器计时的时间大于等于偏航失败等待时间，则执行步骤S208；
S208、风力发电机组故障停机。
在具体实施时，如图3所示，若计时器计时的时间小于偏航失败等待时间，则执行步骤S205。
另外，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法中，在执行步骤S101构成偏航电机的驱动控制电路之后，还可以包括：对构成的驱动控制电路进行硬件保护参数设置。
在具体实施时，对构成的驱动控制电路进行硬件保护参数设置，具体可以包括以下步骤：
步骤一、利用热继电器(开关2F1、2F2、2F3、2F4)的脱扣曲线和偏航电机的额定电流，确定热继电器的整定电流和堵转脱扣时间；
步骤二、利用配电保护开关1Q1的脱扣曲线、偏航电机的额定功率和热继电器的堵转脱扣时间，确定配电保护开关1Q1的整定电流和堵转脱扣时间；
步骤三、当热继电器的堵转脱扣时间短于配电保护开关1Q1的堵转脱扣时间时，判定硬件保护参数设置完成。
相应的，本发明实施例还公开了一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现前述实施例公开的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法。
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
进一步地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现前述公开的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法。
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备、存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
本发明实施例提供的一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质，包括：通过配电保护开关、接触器、软启动器和带自复位功能的热继电器构成偏航电机的驱动控制电路；当风力发电机组偏航时，判断热继电器是否跳闸；若热继电器跳闸，则风力发电机组停止偏航但不停机，等待热继电器自复位后再次偏航。为了减少偏航过载故障，本发明结合热继电器自带的跳闸自复位功能，当偏航时，热继电器跳闸后，风力发电机组在等待热继电器自复位后才进行再次偏航，能够有效躲避偏航极限风况，降低偏航过载保护的停机次数。
最后，还需要说明的是，在本文中，关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，包括：
通过配电保护开关、接触器、软启动器和带自复位功能的热继电器构成偏航电机的驱动控制电路；
当风力发电机组偏航时，判断所述热继电器是否跳闸；
若所述热继电器跳闸，则所述风力发电机组停止偏航但不停机，判断偏航失败次数是否大于等于设定次数；
若偏航失败次数大于等于设定次数时，判定偏航过载故障；
若偏航失败次数小于设定次数时，判定偏航失败，等待所述热继电器自复位后再次偏航。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，等待所述热继电器自复位后再次偏航，具体包括：
在判定偏航失败的同时，通过计时器开始计时，并判断所述热继电器是否自复位；
若所述热继电器自复位，则当热继电器恢复等待时间过了之后，所述风力发电机组再次偏航。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，还包括：
若所述热继电器未自复位，则判断所述计时器计时的时间是否大于等于偏航失败等待时间；
若所述计时器计时的时间大于等于所述偏航失败等待时间，则所述风力发电机组故障停机。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，还包括：
若所述计时器计时的时间小于所述偏航失败等待时间，则继续判断所述热继电器是否自复位。
5.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，还包括：
若所述热继电器未跳闸，则所述风力发电机组结束偏航。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，在构成偏航电机的驱动控制电路之后，还包括：
对构成的所述驱动控制电路进行硬件保护参数设置。
7.根据权利要求6所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法，其特征在于，对构成的所述驱动控制电路进行硬件保护参数设置，具体包括：
利用所述热继电器的脱扣曲线和所述偏航电机的额定电流，确定所述热继电器的整定电流和堵转脱扣时间；
利用所述配电保护开关的脱扣曲线、所述偏航电机的额定功率和所述热继电器的堵转脱扣时间，确定所述配电保护开关的整定电流和堵转脱扣时间；
当所述热继电器的堵转脱扣时间短于所述配电保护开关的堵转脱扣时间时，判定硬件保护参数设置完成。
8.一种风力发电机组偏航过载保护的冗余控制设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的风力发电机组偏航过载保护的冗余控制方法。
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