CN111828250B - 单叶片开桨控制方法、主控制器、变桨控制器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单叶片开桨控制方法、主控制器、变桨控制器及存储介质，该方法包括：获得风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，每支叶片对应一个叶片标识码；若n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，得到允许开桨的叶片，单叶片指示变量用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片；向允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令。采用本发明实施例中的技术方案，能够保证风力发电机组开桨维护过程中每次锁定一支叶片，避免出现多支叶片同时开桨的问题，从而确保风力发电机组的安全运行。

Description

单叶片开桨控制方法、主控制器、变桨控制器及存储介质

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种单叶片开桨控制方法、主控制器、变桨控制器及存储介质。

背景技术

风力发电机组是将风能转换成电能的设备。故障运行时，风力发电机组的变桨系统会执行紧急收桨功能，将叶片的桨距角从0度收桨至90度，以实现气动刹车。通常，需要通过开桨维护的方式对风力发电机组进行故障排查，开桨维护过程中，要求每次只对一支叶片进行开桨操作，即允许一支叶片开桨到0度，且对下一叶片执行开桨操作前，需要先将上一叶片顺桨至90度，以保证风力发电机组的安全运行。

目前，变桨系统的三个变桨柜相互独立控制，由于每个变桨柜中的变桨控制器负责控制一支叶片的变桨操作，因此不能在程序逻辑上实现变桨柜三选一的自动操作控制，故开桨维护过程要求的单叶片开桨操作需要由运维人员严格遵守并执行。

但是，由于运维人员的安全培训未能跟随到位以及受限于对风力发电机组的运行机理和气动性能的理解，往往容易操作错误，使两支叶片或者三支叶片同时开桨，影响风力发电机组的安全运行。

发明内容

本发明实施例提供了一种单叶片开桨控制方法、主控制器、变桨控制器及存储介质，能够保证风力发电机组开桨维护过程中每次锁定一支叶片，避免出现多支叶片同时开桨的问题，从而确保风力发电机组的安全运行。

第一方面，本发明实施例提供一种单叶片开桨控制方法，用于风力发电机组的主控制器，该方法包括：

获得风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数，每支叶片对应一个叶片标识码；

若n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，得到允许开桨的叶片，单叶片指示变量用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片；

向允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令。

在第一方面的一种可能的实施方式中，根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量，得到允许开桨的叶片的步骤包括：按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新单叶片指示变量，其中，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将单叶片指示变量的值保留为当前值；将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为允许开桨的叶片。

在第一方面的一种可能的实施方式中，根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量，得到允许开桨的叶片的步骤包括：按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新单叶片指示变量，其中，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将单叶片指示变量的值保留为当前值；判断与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态是否为已触发；若与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为允许开桨的叶片。

在第一方面的一种可能的实施方式中，在向允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令的步骤之后，该方法还包括：将单叶片指示变量的值恢复为初始值；若n支叶片中存在冗余开桨叶片，则将冗余开桨叶片的手动开桨开关的触发状态恢复为未触发，并对冗余开桨叶片执行顺桨操作，冗余开桨叶片为n支叶片中除允许开桨的叶片以外的其他手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片；并且/或者，若允许开桨的叶片的手动开桨操作执行完成，则将允许开桨的叶片的手动开桨开关的触发状态恢复为未触发。

第二方面，本发明实施例提供一种单叶片开桨控制方法，用于风力发电机组的变桨控制器，该方法包括：

接收变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态；

若变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发且变桨控制器接收到风力发电机组的主控制器发送的表示允许执行手动开桨操作的命令，则对变桨控制器所属叶片执行开桨操作。

在第二方面的一种可能的实施方式中，在对变桨控制器所属叶片执行开桨操作的步骤之后，该方法还包括：响应于开桨操作执行完成，向主控制器返回表示开桨操作执行完成的指示信息。

第三方面，本发明实施例提供一种风力发电机组的主控制器，该主控制器包括：触发状态获得模块，获得风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数，每支叶片对应一个叶片标识码永固获得风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数；允许开桨叶片确定模块，用于若n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，得到允许开桨的叶片，单叶片指示变量用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片；命令发送模块，用于向允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令。

在第二方面的一种可能的实施方式中，允许开桨的叶片确定模块具体用于，按照n支叶片从1到n的顺序，依次利用每支手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片，将单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的值，并将与单叶片指示变量的最终值对应的叶片确定为允许开桨的叶片；或者，按照n支叶片从1到n的顺序，依次利用每支手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片，将单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的值；确定单叶片指示变量的最终值，并判断最终值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态是否为已触发；若最终值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将与最终值对应的叶片确定为允许开桨的叶片。

第四方面，本发明实施例提供一种风力发电机组的变桨控制器，该变桨控制器包括：触发状态接收模块，用于接收变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态；开桨操作执行模块，用于若变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发且变桨控制器接收到风力发电机组的主控制器发送的表示允许执行手动开桨操作的命令，则对变桨控制器所属叶片执行开桨操作。

第五方面，本发明实施例提供一种存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上所述的单叶片开桨控制方法。

为了实现锁定单支叶片执行手动开桨操作，本发明实施例设置了单叶片指示变量，用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片，然后，根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，就能够从两支或者两支以上手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片中确定唯一允许开桨的叶片，然后，只要利用主控制器向该叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令，使对应叶片执行开桨操作，就能够避免出现两支叶片或者两支以上叶片同时开桨的问题，从而保证风力发电机组运行安全。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为本发明实施例涉及的风力发电机组的变桨系统的结构示意图；

图2为本发明实施例涉及的风力发电机组的通信拓扑结构示意图；

图3为本发明实施例涉及的变桨系统的工作状态示意图；

图4为本发明一实施例提供的用于风力发电机组的主控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图；

图5为本发明另一实施例提供的用于风力发电机组的主控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图；

图6为本发明又一实施例提供的用于风力发电机组的主控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图；

图7为本发明一实施例提供的用于变桨控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图；

图8为本发明另一实施例提供的用于变桨控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的风力发电机组的主控制器的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的风力发电机组的变桨控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。

图1为本发明实施例涉及的风力发电机组的变桨系统的结构示意图。图1中示出了轮毂101和安装于轮毂101上的叶片102和叶片103，机舱固定，轮毂101可相对机舱旋转，并带动叶片102和叶片103旋转。

以叶片102为例，变桨电机104在接收变桨控制器105的变桨命令后可通过变桨轴承106带动叶片102变桨，具体实施时，可将一个变桨控制器分别与三支叶片的变桨电机电连接，也可将三个变桨控制器与三支叶片的变桨电机一一对应电连接。

变桨电机104的旋转轴上安装有的编码器107，用于测量变桨电机104的旋转角度，得到叶片的桨距角。若将三支叶片所在平面作为一个参考面，则任一叶片的桨距角为该叶片与该参考面的夹角。

风机主轴108上安装有的方位角传感器109，用于测量轮毂101的方位角，得到叶片的方位角。若将某一支叶片叶尖朝上时方位角设为0度，则叶片转动一周后再次转到叶尖朝上时的方位角为360度(类似时钟指向12点时的方向)，随着叶片随轮毂101不断旋转，叶片的方位角也不断在0度～360度之间呈连续性、周期性变化。

如图1所示，刹车盘110与风机主轴108连接，刹车阀111位于刹车盘110两侧，用于控制刹车盘110及风机主轴108的制动，主控制器112除对风机及变桨系统进行开桨、关桨控制外，还控制刹车阀111的松闸与抱闸。

图2为本发明实施例涉及的风力发电机组的通信拓扑结构示意图，包括变桨控制器201、变桨控制器202、变桨控制器203、滑环204和主控制器112。

其中，变桨控制器201、变桨控制器202和变桨控制器203用于接收主控制器112下发的指令，负责控制三支叶片的开桨和收桨操作，以实现最大功率根据及稳定转速的功能，并负责与主控制器112进行通信数据交互。具体地，变桨控制器201、变桨控制器202和变桨控制器203通过通信线路实现与主控制器112之间的通信数据交互，交互的通信数据包括：变桨状态反馈、变桨数据反馈、主控速度命令、主控下发的角度值和速度值等。

具体实施时，变桨控制器201、变桨控制器202和变桨控制器203分别位于三个变桨柜中，三个变桨柜相互独立控制，每个变桨柜中的变桨控制器负责控制一支叶片的变桨操作。

其中，滑环204用于连接机舱与轮毂101的线路，由于轮毂101随叶片转动，而机舱不随叶片转动，因此，需要滑环来连接旋转体与固定体的线缆。

其中，主控制器112用于控制风力发电机组启动、运行、停止，并将桨距角控制指令分别下发给变桨控制器201、变桨控制器202与变桨控制器203。

图3为本发明实施例涉及的变桨系统的工作状态示意图，如图3所示，变桨系统的工作状态主要包括手动操作状态和自动操作状态。

其中，自动操作状态包括正常运行状态和顺桨状态，正常运行状态是指变桨系统在无故障条件下按照主控制器的指令执行调桨操作的过程，顺桨状态是的变桨系统在故障条件下完成顺桨的过程。

从图3中可以看出，手动操作状态具有最高优先级，即手动操作状态下变桨系统不能执行自动调桨和自动故障顺桨。以手动旋转为例，手动旋钮闭合后进入手动操作状态，手动旋钮释放后恢复为自动操作状态。

目前，风力发电机组需要通过开桨维护的方式进行故障排查，开桨维护过程中要求每次只对一支叶片进行开桨操作，以保证风力发电机组的安全运行。但是，由于变桨系统的三个变桨柜相互独立控制，每个变桨柜中的变桨控制器负责控制一支叶片的变桨操作，因此不能在程序逻辑上实现变桨柜三选一的自动操作控制，故开桨维护过程要求的单叶片开桨操作需要由运维人员严格遵守并执行。

然而，由于运维人员的安全培训未能相应地跟随到位或者对风力发电机组的运行机理和气动性能不了解，往往容易操作错误，比如：认为风很小时三支叶片都开桨到0度也不会有危险等，使得风电场常发生两支叶片或者三支叶片同时开桨。但是，风速是瞬变的，当出现风速突然变大至出现阵风的情况时，为了实现最大功率输出，风力发电机组转速上升后，转矩值也会相应增加，导致发电机转速的突然上升。

考虑到风力发电机组发电运行时，风能W1、风能使发电机产生的旋转作用W2、发电机的电磁扭矩W3之间的能量守恒公式为：

W1＝W2+W3 (1)

由公式(1)可知，当出现阵风导致W1突然变大时，机组在停机、未并网时由于电磁扭矩W3为0，W1、W3是完全的线性关系，所以风能W1的增大，此时，如果两支叶片或者三支叶片同时开桨，易引起风力发电机过速甚至倒塔的事故，影响风力发电机组的安全运行。

基于此，本发明实施例提供一种单叶片开桨控制方法、主控制器、变桨控制器及存储介质，采用本发明实施例的技术方案，能够与手动旋钮共同保证手动模式存在的可靠性，在风力发电机组开桨维护过程中每次只锁定一支叶片，避免出现两支叶片或者三支叶片同时开桨的问题，从而保证风力发电机组的安全运行。

图4为本发明一实施例提供的用于风力发电机组的主控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图。如图4所示，该风力发电机组单叶片开桨控制方法包括步骤401和步骤403。

在步骤401中，获得风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数。

其中，手动开桨开关的具体实现形式可以为手动旋钮和手动按钮等。以手动旋钮为例，手动旋钮闭合进入触发状态后，对应手动信号会出现上升沿，手动旋钮闭合退出触发状态后，对应手动信号会出现下降沿，通过检测手动信号的上升沿或者下降沿，可以得到叶片的手动开桨开关的触发状态。

在步骤402中，若n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，得到允许开桨的叶片，单叶片指示变量用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片。

其中，每支叶片对应一个标识码，标识码的格式可以为数字或者字符，此处不做限定。

在步骤403中，向允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令。

以三支叶片为例，若三支叶片中至少一支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，说明风力发电机组运维过程中存在两支叶片或者三支叶片同时开桨的问题。

为了实现锁定单支叶片执行手动开桨操作，本发明实施例设置了单叶片指示变量，用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片，然后，根据n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，就能够从两支或者三支手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片中确定唯一允许开桨的叶片，然后，只要利用主控制器向该叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令，使对应叶片执行开桨操作，就能够避免出现两支叶片或者三支叶片同时开桨的问题，从而保证风力发电机组运行安全。

与现有技术相比，采用本发明实施例的单叶片开桨控制方法，风力发电机组的主控制器和变桨控制器之间的新增通信数据包括：变桨控制器返回给主控制器的手动开桨开关的触发状态，以及主控制器对三支叶片的手动开桨开关的触发状态进行统一整合、协调配置后，返回给变桨控制器的控制命令。

为便于本领域技术人员理解，下面基于对单叶片指示变量的更新方式进行详细说明。

在一示例中，可以对风力发电机组的叶片进行预先排序，可以是顺时针或者逆时针排序，也可以是任意排序，然后按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新单叶片指示变量。

具体地，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将所述单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将所述单叶片指示变量的值保留为所述当前值；并将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片。

以三支叶片为例，按照第一叶片、第二叶片和第三叶片的顺序，其中，第一叶片对应的叶片标识码为1，第二叶片对应的叶片标识码为2，第三叶片对应的叶片标识码为3：

如果第一叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则可将单叶片指示变量的值从初始值(比如0)更新为与1；

如果第二叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则可将单叶片指示变量的值从第一值更新为2；

如果第三叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则可将单叶片指示变量的值从第二值更新为3。

上面仅例举了三支叶片全部触发时单叶片指示变量的更新情况，接下来对三支叶片未全部触发时单叶片指示变量的更新情况进行简要说明：

示例性地，如果第一叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，第二叶片和第三叶片的触发状态为已触发，则针对第一叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为0；针对第二叶片，可将单叶片指示变量的值从0直接更新为2；针对第三叶片，可将单叶片指示变量的值从2更新为3，得到单叶片指示变量的最终值为3，表示锁定第三叶片。

示例性地，如果第一叶片和第二叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，第三叶片的触发状态为已触发，则针对第一叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为0；针对第二叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为0；针对第三叶片，可将单叶片指示变量的值从0直接更新为3，得到单叶片指示变量的最终值为3，表示锁定第三叶片。

示例性地，如果第一叶片和第三叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，第二叶片的触发状态为已触发，则针对第一叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为0；针对第二叶片，可将单叶片指示变量的值从0直接更新为2，针对第三叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为2；得到单叶片指示变量的最终值为2，表示锁定第二叶片。

示例性地，如果第一叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，第二叶片和第三叶片的触发状态为未触发，则针对第一叶片，可将单叶片指示变量的值从0更新为1；针对第二叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为1；针对第三叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为1，得到单叶片指示变量的最终值为1，表示锁定第一叶片。

示例性地，如果第一叶片和第二叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，第三叶片的触发状态为未触发，则针对第一叶片，可将单叶片指示变量的值从0更新为1；针对第二叶片，可将单叶片指示变量的值从1更新为2；针对第三叶片，可不对单叶片指示变量进行更新，仍然保留为2，得到单叶片指示变量的最终值为2，表示锁定第二叶片。

示例性地，如果第一叶片和第三叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，第二叶片的触发状态为未触发，则针对第一叶片，可将单叶片指示变量的值从0更新为1；针对第二叶片，不对单叶片指示变量进行更新，单叶片指示变量的值保留为1，针对第三叶片，可将单叶片指示变量的值从1更新为3；得到的单叶片指示变量的最终值为3，表示锁定第三叶片。

如上所述，当存在多支叶片同时开桨的情况时，本发明实施例能够按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新单叶片指示变量，其中，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将所述单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将所述单叶片指示变量的值保留为所述当前值，并将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片，从而能够避免出现两支叶片或者三支叶片同时开桨的问题，保证风力发电机组运行安全。

图5为本发明另一实施例提供的用于风力发电机组的主控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图，图5与图4的不同之处在于，在图4中的步骤403之后，该单叶片开桨控制方法还包括图6中的步骤404至步骤406。

在步骤404中，将单叶片指示变量的值恢复为初始值。

该步骤也可以理解为：当前周期结束后对单叶片指示变量进行清零操作，以顺利进入下一周期的控制过程。

在步骤405中，若n支叶片中存在冗余开桨叶片，则将冗余开桨叶片的手动开桨开关的触发状态恢复为未触发，并对冗余开桨叶片执行顺桨操作。

其中，冗余开桨叶片为n支叶片中除允许开桨的叶片以外的其他手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片。

该步骤也可以理解为：使冗余开桨叶片对应的变桨控制器进入自动操作状态，如果之前叶片的桨距角为0度，则自动顺桨到安全位置(比如90度)，从而对单叶片开桨进行限制，保护风力发电机组的运行安全，从根本上解决人员操作失误、疏忽的问题。

在步骤406中，若允许开桨的叶片的手动开桨操作执行完成，则将允许开桨的叶片的手动开桨开关的触发状态恢复为未触发。

该步骤也可以理解为：每个运行周期只会自动锁定其中一支叶片，即只对该叶片进行手动开桨操作，当前周期结束后，会自动释放当前叶片的手动开桨开关，使其恢复为未触发状态，这样，当需要对下一叶片进行手动操作时，就可以在下一周期直接切换至下一叶片。

需要说明的是，上述步骤404至步骤406可以是并列执行，也可以是顺序执行，此处不做限定。

图6为本发明又一实施例提供的用于风力发电机组的主控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图，用于详细举例说明主控制器侧单叶片开桨控制流程。

如图6所示，该单叶片开桨控制流程包括步骤601至步骤609。

在步骤601中，判断三支叶片的手动开桨开关的信号是否全部为0，手动开桨开关设置于变桨柜中，其中，0表示不需要执行手动开桨操作，1表示待执行手动开桨操作，若叶片1的手动开桨开关的信号出现上升沿，则叶片1手动开桨开关的触发状态信息为1，否则为0。

如果三支叶片的手动开桨开关的触发状态不全部为0，说明至少一支叶片待执行手动开桨操作，包括存在两支或者三支叶片同时待执行手动开桨操作的情况，此时执行步骤602，否则，转至执行步骤609；

在步骤602中，判断叶片1的手动开桨开关的信号是否为1？如果为1，表示叶片1待执行手动开桨操作，执行步骤603，否则直接转至执行步骤404。

在步骤603中，将单叶片指示变量的值更新为1；

在步骤604中，判断叶片2的手动开桨开关的信号是否为1？如果为1，表示叶片2待执行手动开桨操作，执行步骤605，否则直接转至执行步骤606。

在步骤605中，将单叶片指示变量的值更新为2。

在步骤606中，判断叶片3的手动开桨开关的信号是否为1？如果为1，表示叶片3待执行手动开桨操作，返回步骤605，否则直接转至执行步骤608。

在步骤607中，将单叶片指示变量的值更新为3。

需要说明的是，在下个扫描周期中，重新返回执行步骤601。

在步骤608中，主控制器根据单叶片指示变量的最终值下发命令。

利用叶片1-叶片3的叶片标识码对单叶片指示变量顺序更新完成后，

如果单叶片指示变量的最终值是1，说明仅有叶片1可执行手动开桨操作，叶片2和叶片3不执行手动开桨操作，叶片1的主控制器可以向对应的变桨控制器下发命令。

如果单叶片指示变量的最终值是2，说明仅有叶片2可执行手动开桨操作，叶片1和叶片3不执行手动开桨操作，叶片2的主控制器可以向对应的变桨控制器下发命令。

如果单叶片指示变量的最终值是3，说明仅有叶片3可执行手动开桨操作，叶片1和叶片2不执行手动开桨操作，叶片3的主控制器可以向对应的变桨控制器下发命令。

也就是说，每次最多只有一支叶片可执行手动开桨操作，即只有一支叶片的主控制器可以向对应的变桨控制器下发命令。

在步骤609中，将单叶片指示变量的值清零，三支叶片的命令均为FALSE，表示当前周期的命令发送结束。

上述步骤中，使用单叶片指示变量对三支叶片的状态进行区分，其效果是判断方式简单、可靠。通过对三支叶片的变桨柜的手动开桨操作信号的上升沿的检测，判断有没有下一叶片的变桨柜触发手动开桨操作信号，其目的是实现自动进行切换，即下一叶片的变桨柜触发手动操作信号后，自动切换为手动开桨开关的触发状态，上一个变桨柜自动切换回自动状态。

具体实施时，当某支叶片的变桨柜中的手动旋钮状态为1，并且主控制器判断并锁定该支叶片的变桨柜后，该支叶片的变桨柜才能执行手动变桨操作，然后进入自动模式；否则不能执行手动变桨操作，比如，如果该叶片的桨距角为0度，则叶片自动顺桨到安全位置，从而对单叶片开桨进行限制，保护风力发电机组安全，从根本上解决人员操作失误、疏忽等问题。

进一步地，在利用叶片1-叶片3的叶片标识码对单叶片指示变量顺序更新完成后，还可以判断与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态是否为已触发，若与手动开桨操作第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将与手动开桨操作第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为手动开桨操作允许开桨的叶片。

比如：

如果单叶片指示变量的最终值是1，且变桨柜1反馈的叶片1的手动开桨开关的信号也为1，再锁定第一叶片为可执行手动开桨操作的叶片。

如果单叶片指示变量的最终值是2，且变桨柜2反馈的叶片2的手动开桨开关的信号也为1，再锁定第二叶片为可执行手动开桨操作的叶片。

如果单叶片指示变量的最终值是3，且变桨柜3反馈的叶片3的手动开桨开关的信号也为1，再锁定第三叶片为可执行手动开桨操作的叶片。

该示例可以通过单叶片指示变量的值与其对应的三支叶片的变桨柜反馈的手动开桨操作信号信息，进行逻辑的双重判断，保证逻辑执行正确，保证运维人员安全。

图7为本发明一实施例提供的用于变桨控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图，该单叶片开桨控制方法包括步骤701和步骤702。

在步骤701中，接收变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态。

在步骤702中，若变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发且变桨控制器接收到风力发电机组的主控制器发送的表示允许执行手动开桨操作的命令，则对变桨控制器所属叶片执行开桨操作。

在一示例中，响应于开桨操作执行完成，变桨控制器向主控制器返回表示开桨操作执行完成的指示信息。

在本发明实施例中，利用主控制器和变桨控制器之间的数据交互，实现了对单叶片开桨的联动限制。每次操作时，会自动锁定其中一个叶片，即只能对该叶片进手动开桨操作；需要对下一个叶片进行操作时，自动切换到下一个叶片，同时自动释放前一个叶片，此时只能对第二个叶片进行手动开桨操作，对于不被锁定的叶片，会自动退出手动模式，并顺桨到安全位置。

操作过程中，运维人员不需要进行任何手动设置，完全由程序自动实现；控制软件也只需要进行简单的修改，就能实现所述功能，开发、更新时间很短，工作量小；并且所涉及的逻辑为手动控制逻辑，不会由于滑环通信中断而导致变桨系统动作异常；同时，事故的预防、处理方式为事前控制，可以有效保障风力发电机组的安全，从根本上解决人员操作失误、疏忽等问题，上述风力发电机组方法不受机型、变桨系统类型的限制。

图8为本发明另一实施例提供的用于变桨控制器侧的单叶片开桨控制方法的流程示意图，用于详细举例说明变桨控制器侧单叶片开桨控制流程。如图8所示，该单叶片开桨控制流程包括步骤801至步骤804。

在步骤801，判断手动旋钮状态是否为0，为0表示手动旋钮未触发，跳转至结束；不为0表示手动旋钮已触发，具体指变桨柜上的硬件手动开关闭合，执行步骤802。

步骤802，判断主控制器下发命令是否为0，为0表示未下发允许执行手动开桨操作的命令，跳转至结束；不为0表示下发了允许执行手动开桨操作的命令，执行步骤803。

此步骤中主控制器下发命令为主控制器综合判断后下发给变桨柜的命令过程，具体参阅图6中的步骤608。

步骤803，输出手动控制标志。

步骤804，变桨系统进入手动模式同时允许进行手动变桨。

步骤801、802、803、804的作用是：变桨柜手动旋钮状态不为0并且主控判断并锁定该变桨柜，才能执行手动变桨，否则不能执行手动变桨。

图9为本发明实施例提供的风力发电机组的主控制器的结构示意图，如图9所示，该主控制器包括触发状态获得模块901、允许开桨叶片确定模块902和命令发送模块903。

其中，触发状态获得模块901用于获得风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数。

允许开桨叶片确定模块902用于若n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则基于单叶片指示变量从所有手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片中确定允许开桨的叶片。

在一可选实施例中，允许开桨叶片确定模块902具体用于按照n支叶片从1到n的顺序，依次利用每支手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片，将单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的值，并将与单叶片指示变量的最终值对应的叶片确定为允许开桨的叶片。

命令发送模块903用于向允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令。

图10为本发明实施例提供的风力发电机组的变桨控制器的结构示意图，如图10所示，该变桨控制器包括触发状态接收模块1001和开桨操作执行模块1002。

其中，触发状态接收模块1001用于接收变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态；

开桨操作执行模块1002用于若变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发且变桨控制器接收到风力发电机组的主控制器发送的表示允许执行手动开桨操作的命令，则对变桨控制器所属叶片执行开桨操作。

本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有程序，其中，程序被处理器执行时实现如上所述的单叶片开桨控制方法。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明实施例并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明实施例的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明实施例的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本发明实施例可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明实施例的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明实施例的范围之中。

Claims (9)

1.一种单叶片开桨控制方法，用于风力发电机组的主控制器，其特征在于，所述方法包括：

获得所述风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数，每支叶片对应一个叶片标识码；

若所述n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则根据所述n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，得到允许开桨的叶片，所述单叶片指示变量用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片；

向所述允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令；

其中，所述根据所述n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量，得到允许开桨的叶片的步骤，包括：

按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新所述单叶片指示变量，其中，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将所述单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将所述单叶片指示变量的值保留为所述当前值；

将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述单叶片指示变量的值保留为所述当前值的步骤之后，所述方法还包括：

判断与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态是否为已触发；

若与所述第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则执行步骤：将与所述第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向所述允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令的步骤之后，所述方法还包括：

将所述单叶片指示变量的值恢复为初始值；

若所述n支叶片中存在冗余开桨叶片，则将所述冗余开桨叶片的手动开桨开关的触发状态恢复为未触发，并对所述冗余开桨叶片执行顺桨操作，所述冗余开桨叶片为所述n支叶片中除所述允许开桨的叶片以外的其他手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片；并且/或者，

若所述允许开桨的叶片的手动开桨操作执行完成，则将所述允许开桨的叶片的手动开桨开关的触发状态恢复为未触发。

4.一种单叶片开桨控制方法，用于风力发电机组的变桨控制器，其特征在于，所述方法包括：

接收所述变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态；

若所述变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发且所述变桨控制器接收到所述风力发电机组的主控制器发送的表示允许执行手动开桨操作的命令，则对所述变桨控制器所属叶片执行开桨操作；

其中，接收到允许执行手动开桨操作的命令的变桨控制器为允许开桨的叶片对应的变桨控制器，所述主控制器确认允许开桨的叶片的过程包括：

按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新单叶片指示变量，其中，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将所述单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将所述单叶片指示变量的值保留为所述当前值；将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片，n为大于等于2的整数，每支叶片对应一个叶片标识码。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述对所述变桨控制器所属叶片执行开桨操作的步骤之后，所述方法还包括：

响应于所述开桨操作执行完成，向所述主控制器返回表示所述开桨操作执行完成的指示信息。

6.一种风力发电机组的主控制器，其特征在于，包括：

触发状态获得模块，获得所述风力发电机组的n支叶片的手动开桨开关的触发状态，n为大于等于2的整数，每支叶片对应一个叶片标识码；

允许开桨叶片确定模块，用于若所述n支叶片中至少1支叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则根据所述n支叶片的手动开桨开关的触发状态，利用各支叶片的标识码更新单叶片指示变量的值，得到允许开桨的叶片，所述单叶片指示变量用于指示允许执行手动开桨操作的唯一叶片；

命令发送模块，用于向所述允许开桨的叶片对应的变桨控制器发出表示允许执行手动开桨操作的命令；

其中，所述允许开桨叶片确定模块，具体用于按照所述n支叶片从1到n的顺序，依次利用每支手动开桨开关的触发状态为已触发的叶片，将所述单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的值，并将与所述单叶片指示变量的最终值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片。

7.根据权利要求6所述的主控制器，其特征在于，所述允许开桨的叶片确定模块还用于，在确定所述单叶片指示变量的最终值后，判断所述最终值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态是否为已触发；若所述最终值对应的叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将与所述最终值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片。

8.一种风力发电机组的变桨控制器，其特征在于，包括：

触发状态接收模块，用于接收所述变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态；

开桨操作执行模块，用于若所述变桨控制器所属叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发且所述变桨控制器接收到所述风力发电机组的主控制器发送的表示允许执行手动开桨操作的命令，则对所述变桨控制器所属叶片执行开桨操作；

其中，该接收到允许执行手动开桨操作的命令的变桨控制器为允许开桨的叶片对应的变桨控制器，所述主控制器确认允许开桨的叶片的过程包括：

按照第1支叶片至第n支叶片的顺序更新单叶片指示变量，其中，针对每支叶片，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为已触发，则将所述单叶片指示变量的值从当前值更新为与该叶片对应的叶片标识码，若该叶片的手动开桨开关的触发状态为未触发，则将所述单叶片指示变量的值保留为所述当前值；将与第n支叶片更新后的单叶片指示变量的值对应的叶片确定为所述允许开桨的叶片，n为大于等于2的整数，每支叶片对应一个叶片标识码。

9.一种存储介质，其上存储有程序，其中，程序被处理器执行时实现如权利要求1-3任一项所述的单叶片开桨控制方法，或者如权利要求4或5所述的单叶片开桨控制方法。

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