CN111878306B - 风电机液压变桨控制方法、装置及系统 - Google Patents

风电机液压变桨控制方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电机液压变桨控制方法、装置及系统，该方法包括：根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量；根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值；判断所述液压变桨系统中蓄能器回路的实时压力值是否小于所述低压压力触发阀值，若小于，则触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨操作，反之，则风电机继续正常工作。本发明可以避免液压变桨系统因系统压力触发值设置不当而发生不必要的紧急顺桨行为或紧急顺桨行为无法完成的情况，增加风电机的正常运行时间、确保风电机安全。

Description

风电机液压变桨控制方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机液压变桨控制方法、装置及系统。
背景技术
液压变桨系统在大功率风力发电机(简称“风电机”)上普遍应用，尤其是海上风电机。为了确保风电机变桨的安全，每个叶片的液压变桨系统中会单独配备专用的液压储能元件-蓄能器，蓄能器的容量是考虑风电机执行紧急顺桨的安全需求而确定的。图1示出了典型的液压变桨系统10，主要包括：油缸11、油泵12、油箱13、蓄能器14和比例阀15。当风电机组正常工作时，液压变桨系统通过比例阀控制叶片开桨、收桨动作。常见的液压变桨方案有双缸对称变桨或单缸变桨两种形式。图1是典型的双缸对称推动变桨形式；在活塞杆缩回时，油缸行程为最小，对应的桨角也最小，一般为0度左右；在活塞杆完全伸出时，油缸行程为最大，对应的桨角也最大，一般为90度左右，也就是完全顺桨位置。
风电机组发生安全故障时，液压变桨系统需要切换油路，利用蓄能器内储存的压力对叶片执行紧急收桨，以满足变桨系统的安全等级要求。具体来说，当紧急顺桨发生时，蓄能器中储备的液压油在蓄能器内气体的作用下通过旁路无阻挡地进入油缸，推动活塞杆向外伸出，直至最大行程，叶片相应地到达完全顺桨位置，即顺桨到约90度。
现有紧急顺桨控制方案如下：预先设定固定的最低低压压力触发阀值，当系统压力因为各种原因而低于该低压压力触发阀值时，触发紧急顺桨发生，以确保风电机安全。然而，现有控制方案具有如下缺陷：
(1)由于正常发电变桨动作的平均速度比较低，油泵的补充能力相对足够，系统压力能够一直稳定在正常压力范围内；而在快速顺桨或快速开桨的活动状态下，变桨速度小于油泵的供油补充能力，系统压力可能会很快地低于正常压力范围，如果快速变桨动作继续，那么系统压力会进一步下降，很容易到达设定的低压压力触发阀值，从而触发安全紧急顺桨动作。当低压压力触发阀值被设置为固定值时，系统压力低于低压压力触发阀值而引起的紧急顺桨行为可能会常常发生，浪费了风电机的正常发电时间。
(2)为了确保风电机安全，固定低压压力触发阀值的设定不得不考虑最恶劣(桨角为0度的情况下触发)的紧急顺桨安全而定。然而，随着桨角的变大，在此低压压力触发阀值固定的情况下，紧急顺桨的安全性也越来越大，导致安全余量越来越大，在安全余量变大的情况下，因系统压力低而触发的紧急顺桨行为实际上增加了风电机不必要的停机。这是因为：紧急顺桨的低压压力触发阀值是根据最小桨角的安全而定值设定，而不是根据实际桨角的实时位置进行实时计算得到的，从而导致风电机不必要的紧急停机发生。可见，在低压压力触发阀值固定的情况下，会触发较多的紧急顺桨行为，很大程度上浪费了风电机的正常工作时间；同时，在有些特殊工况要求长距离的快速变桨时会迅速消耗蓄能器的储备，系统压力也会很容易下降至低压压力触发阀值，从而触发了紧急顺桨行为。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风电机液压变桨控制方法、装置及系统，以避免液压变桨系统发生不必要的因系统压力低而触发的紧急顺桨行为，增加风电机的正常运行时间。
为了实现上述目的，本发明提供一种风电机液压变桨控制方法，该方法包括：
根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量；
根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值；
判断所述液压变桨系统中蓄能器回路的实时压力值是否小于所述低压压力触发阀值，若小于，则触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨操作，反之，则风电机继续正常工作。
在本发明一个优选实施例中，所述根据所述油缸的活塞杆的实时位置信息，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量的步骤包括：
根据如下式(1)计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量V：
V＝A*(Lmax-Lcyl) (1)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，Lcyl表示所述活塞杆的实时位置信息。
在本发明一个优选实施例中，所述活塞杆的实时位置信息通过以下两种方式中的任意一种获得：
通过设置于所述活塞杆上的位置传感器实时计算出所述活塞杆的实时位置信息；
通过设置于风电机叶片上的角度传感器实时计算出所述风电机叶片的实时桨角信息，并根据所述实时桨角信息计算出所述活塞杆的实时位置信息。
在本发明一个优选实施例中，所述根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值的步骤包括：
计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的安全油液余量；
根据所述最低油液量和所述安全油液余量，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低安全油液量；
根据所述最低安全油液量、以及所述液压变桨系统中蓄能器的容量和预充压力值计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值。
在本发明一个优选实施例中，根据如下式(2)计算出所述安全油液余量Vs：
Vs＝A*L_max*(SF-1) (2)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，SF表示预设的安全系数；
根据如下式(3)计算出所述最低安全油液量V1：
V1＝V+Vs (3)
其中，V表示所述最低油液量，Vs表示所述安全油液余量。
在本发明一个优选实施例中，所述根据所述最低安全油液量、以及所述蓄能器的容量和预充压力值，计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值的步骤包括：
根据如下式(4)计算出所述低压压力触发阀值P_trigger：
Figure BDA0002616493200000031
其中，P0表示所述蓄能器的预充压力值，V0表示所述蓄能器的容量，V1表示所述最低安全油液量，k表示气体状态方程的绝热系数。
本发明还提供一种风电机液压变桨控制装置，该装置包括：
最低油液量计算模块，用于根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量；
低压压力触发阀值计算模块，用于根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值；
比较模块，用于判断所述液压变桨系统中蓄能器回路的实时压力值是否小于所述低压压力触发阀值；
触发模块，用于在所述蓄能器回路的实时压力值小于所述低压压力触发阀值时，触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨。
在本发明一个优选实施例中，所述最低油液量计算模块根据如下式(1)计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量V：
V＝A*(Lmax-Lcyl) (1)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，Lcyl表示所述活塞杆的实时位置信息。
在本发明一个优选实施例中，所述活塞杆的实时位置信息通过以下两种方式中的任意一种获得：
通过设置于所述活塞杆上的位置传感器实时计算出所述活塞杆的实时位置信息；
通过设置于风电机叶片上的角度传感器实时计算出所述风电机叶片的实时桨角信息，并根据所述实时桨角信息计算出所述活塞杆的实时位置信息。
在本发明一个优选实施例中，所述低压压力触发阀值计算模块包括：
安全油液余量计算单元，用于计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的安全油液余量；
最低安全油液量计算单元，用于根据所述最低油液量和所述安全油液余量，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低安全油液量；
阀值计算单元，用于根据所述最低安全油液量、以及所述液压变桨系统中蓄能器的容量和预充压力值计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值。
在本发明一个优选实施例中，所述安全油液余量计算单元根据如下式(2)计算出所述安全油液余量Vs：
Vs＝A*L_max*(SF-1) (2)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，SF表示预设的安全系数；
所述最低安全油液量计算模块根据如下式(3)计算出所述最低安全油液量V1：
V1＝V+Vs (3)
其中，V表示所述最低油液量，Vs表示所述安全油液余量。
在本发明一个优选实施例中，阀值计算单元根据如下式(4)计算出所述低压压力触发阀值P_trigger：
Figure BDA0002616493200000051
其中，P0表示所述蓄能器的预充压力值，V0表示所述蓄能器的容量，V1表示所述最低安全油液量，k表示气体状态方程的绝热系数。
为了实现上述目的，本发明还提供一种风电机液压变桨控制系统，该系统包括前述风电机液压变桨控制装置，还包括：
设置于所述活塞杆上的位置传感器或设置于风电机叶片上的角度传感器；
设置于所述蓄能器回路上的压力传感器。
通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明可以根据液压变桨系统中油缸活塞杆的实时位置信息计算得到触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的实时低压压力触发阀值，与现有技术采用固定的低压压力触发阀值相比，避免了不必要的紧急顺桨行为的发生，特别在所有的快速顺桨的工况中，避免了紧急顺桨的触发；同时，通过对低压压力触发阀值进行实时计算确保了紧急顺桨的安全余量稳定，进而确保了潜在的紧急顺桨行为的安全性。
附图说明
图1为现有技术典型的液压变桨系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1的风电机液压变桨控制方法的流程图；
图3为本发明实施例2的风电机液压变桨控制装置的结构框图；
图4为本发明实施例3的风电机液压变桨控制系统的结构框图；
图5为本发明实施例4的风电机液压变桨控制系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
实施例1
本实施例提供一种风电机液压变桨控制方法，适用于控制图1所示的液压变桨系统。如图2所示，该方法包括以下步骤：
S0，计算出后续计算实时低压压力触发阀值的必要参数，包括液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息L_cyl、蓄能器回路的实时压力值P、蓄能器的容量V0、蓄能器的预充压力值P0、油缸的无杆腔面积量A、紧急顺桨安全系数SF、活塞杆的最大行程L_max、气体状态方程的绝热系数k。
在本实施例中，可以根据如下两种方式中的任何一种计算出所述活塞杆的实时位置信息L_cyl：
(1)通过设置于所述活塞杆上的位置传感器直接实时采集所述活塞杆的实时位置信息L_cyl；
(2)通过设置于风电机叶片上的角度传感器实时采集所述风电机叶片的实时桨角信息Position，并根据所述实时桨角信息Position计算出所述活塞杆的实时位置信息L_cyl。应该理解，叶片的桨角与活塞杆的位置是一一对应的，对应关系可通过测量计算得到。
在本实施例中，蓄能器回路的实时压力值P可以通过设置于蓄能器回路上的压力传感器采集得到。
在本实施例中，蓄能器的容量V0、蓄能器的预充压力值P0、油缸的无杆腔面积量A、活塞杆的最大行程L_max均为常值，可以通过测量得到，也可以通过查阅液压变桨系统相关说明书得到。
在本实施例中，紧急顺桨安全系数SF和气体状态方程的绝热系数k可根据经验配置和调节。其中，SF＝顺桨可用油液量/实际需要的油液量，SF至少小于1才是安全的；绝热系数k在1至1.4范围之间选择。
S1，根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量。
具体地，可以根据如下式(1)计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量V：
V＝A*(Lmax-Lcyl) (1)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，Lcyl表示所述活塞杆的实时位置信息。
S2，根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值，本步骤的实现过程如下：
S21，计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的安全油液余量。
具体地，根据如下式(2)计算所述安全油液余量Vs：
Vs＝A*L_max*(SF-1) (2)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，SF表示预设的安全系数。
S22，根据所述最低油液量和所述安全油液余量，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低安全油液量。
具体地，根据如下式(3)计算出所述最低安全油液量V1：
V1＝V+Vs (3)
其中，V表示所述最低油液量，Vs表示所述安全油液余量。
S23，根据所述最低安全油液量、以及所述液压变桨系统中蓄能器的容量和预充压力值，计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值。
具体地，根据如下式(4)计算出所述低压压力触发阀值P_trigger：
Figure BDA0002616493200000071
其中，P0表示所述蓄能器的预充压力值，V0表示所述蓄能器的容量，V1表示所述最低安全油液量，k表示气体状态方程的绝热系数。
本实施例采用公式(4)的原理为：根据理想气体状态方程，气体的体积与其压力成反比，V0是蓄能器在预充压力下的体积，V0-V1是实际压力值在低压压力触发阀值时的气体体积，蓄能器中的气体从V0变化到(V0-V1)的过程中，如果是等温过程，那么绝热系数k＝1，如果是绝热过程，那么绝热系数k＝1.4，如果处于两种状态之间，系数k就取1至1.4之间，根据具体经验及风机试验而定，在计算过程中，若取k＝1，那么计算出的P_trigger偏小，但依旧是安全的。
S3，判断所述蓄能器回路的实时压力值P是否小于所述低压压力触发阀值P_trigger，若小于，则触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨操作，反之，则风电机继续正常工作。
根据本实施计算得到的低压触发阈值在最小桨角(比如零度)与现有的固定低压触发阈值一致，随着桨角的增加，计算的低压触发阈值迅速减小。这样大大避免了由于快速变桨引起的系统压力低而导致的紧急顺桨行为。
可见，本实施例的风电机液压变桨控制方法可以根据液压变桨系统中油缸活塞杆的实时位置信息计算出到触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的实时低压压力触发阀值，与现有技术采用固定的低压压力触发阀值相比，避免了不必要的紧急顺桨行为的发生，特别在所有的快速顺桨的工况中，避免了紧急顺桨的触发；同时，通过对低压压力触发阀值进行实时计算确保了紧急顺桨的安全余量稳定，进而确保了潜在的紧急顺桨行为的安全性。
此外，通过调整紧急顺桨安全系数SF、及绝热系数k可以适应不同机型的实际需求，以便实现低压触发阈值的精准确定。
需要说明的是，对于本实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必须的。
实施例2
本实施例提供一种风电机液压变桨控制装置20，适用于控制图1所示的液压变桨系统10。如图3所示，该装置20包括最低油液量计算模块21、低压压力触发阀值计算模块22、比较模块23、以及触发模块24。
下面分别对各个模块进行详细描述：
最低油液量计算模块21用于根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量。
具体地，可以根据如下式(1)计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量V：
V＝A*(Lmax-Lcyl) (1)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，Lcyl表示所述活塞杆的实时位置信息。
低压压力触发阀值计算模块22用于根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值，其具体包括：安全油液余量计算单元221、最低安全油液量计算单元222和阀值计算单元223，其中：
安全油液余量计算单元221用于计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的安全油液余量。
具体地，根据如下式(2)计算出所述安全油液余量Vs：
Vs＝A*L_max*(SF-1) (2)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，SF表示预设的安全系数。
最低安全油液量计算单元222用于根据所述最低油液量和所述安全油液余量，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低安全油液量。
具体地，根据如下式(3)计算出所述最低安全油液量V1：
V1＝V+Vs (3)
其中，V表示所述最低油液量，Vs表示所述安全油液余量。
阀值计算单元223用于根据所述最低安全油液量、以及所述液压变桨系统中蓄能器的容量和预充压力值，计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值。
具体地，根据如下式(4)计算出所述低压压力触发阀值P_trigger：
Figure BDA0002616493200000091
其中，P0表示所述蓄能器的预充压力值，V0表示所述蓄能器的容量，V1表示所述最低安全油液量，k表示气体状态方程的绝热系数。
比较模块23用于判断所述蓄能器回路的实时压力值P是否小于所述低压压力触发阀值P_trigger。
触发模块24用于在所述蓄能器回路的实时压力值P小于所述低压压力触发阀值P_trigger时，触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨。
本实施例的风电机液压变桨控制装置可以根据液压变桨系统中油缸活塞杆的实时位置信息计算出到触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的实时低压压力触发阀值，与现有技术采用固定的低压压力触发阀值相比，避免了不必要的紧急顺桨行为的发生，特别在所有的快速顺桨的工况中，避免了紧急顺桨的触发；同时，通过对低压压力触发阀值进行实时计算确保了紧急顺桨的安全余量稳定，进而确保了潜在的紧急顺桨行为的安全性。
本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例属于优选实施例，所涉及的模块作并不一定是本发明所必须的。
实施例3
本实施例提供一种风电机液压变桨控制系统30，如图4所示，该系统30包括实施例2中的风电机液压变桨控制装置20，还包括：设置于所述活塞杆上的位置传感器31、以及设置于所述蓄能器回路上的压力传感器32。其中，位置传感器31用于实时采集所述活塞杆的实时位置信息L_cyl，以供液压变桨控制装置20中的最低油液量计算模块21使用；压力传感器32用于采集蓄能器回路的实时压力值P，以供液压变桨控制装置20中的比较模块25使用。
本实施例的风电机液压变桨控制系统可以根据液压变桨系统中油缸活塞杆的实时位置信息计算出到触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的实时低压压力触发阀值，与现有技术采用固定的低压压力触发阀值相比，避免了不必要的紧急顺桨行为的发生，特别在所有的快速顺桨的工况中，避免了紧急顺桨的触发；同时，通过对低压压力触发阀值进行实时计算确保了紧急顺桨的安全余量稳定，进而确保了潜在的紧急顺桨行为的安全性。
实施例4
本实施例提供一种风电机液压变桨控制系统30，如图5所示，本实施例与实施例3相比，采用设置于风电机叶片上的角度传感器31'替换了实施例3中的位置传感器31。其中，该角度传感器31'用于采集所述风电机叶片的实时桨角信息Position，根据所述实时桨角信息Position，即可计算出所述活塞杆的实时位置信息L_cyl以供液压变桨控制装置20中的最低油液量计算模块21使用。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种风电机液压变桨控制方法，其特征在于，该方法包括：
根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息Lcyl，按照式(1)计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量V：
V＝A*(Lmax-Lcyl) (1)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程；
根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值；
判断所述液压变桨系统中蓄能器回路的实时压力值是否小于所述低压压力触发阀值，若小于，则触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨操作，反之，则风电机继续正常工作；
其中，所述根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值的步骤包括：
计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的安全油液余量；
根据所述最低油液量和所述安全油液余量，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低安全油液量；
根据所述最低安全油液量、以及所述液压变桨系统中蓄能器的容量和预充压力值计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值。
2.根据权利要求1所述的风电机液压变桨控制方法，其特征在于，所述活塞杆的实时位置信息通过以下两种方式中的任意一种获得：
通过设置于所述活塞杆上的位置传感器实时计算出所述活塞杆的实时位置信息；
通过设置于风电机叶片上的角度传感器实时计算出所述风电机叶片的实时桨角信息，并根据所述实时桨角信息计算出所述活塞杆的实时位置信息。
3.根据权利要求1所述的风电机液压变桨控制方法，其特征在于，根据如下式(2)计算出所述安全油液余量Vs：
Vs＝A*L_max*(SF-1) (2)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，SF表示预设的安全系数；
根据如下式(3)计算出所述最低安全油液量V1：
V1＝V+Vs (3)
其中，V表示所述最低油液量，Vs表示所述安全油液余量。
4.根据权利要求1所述的风电机液压变桨控制方法，其特征在于，所述根据所述最低安全油液量、以及所述蓄能器的容量和预充压力值，计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值的步骤包括：
根据如下式(4)计算出所述低压压力触发阀值P_trigger：
Figure FDA0003207396510000021
其中，P0表示所述蓄能器的预充压力值，V0表示所述蓄能器的容量，V1表示所述最低安全油液量，k表示气体状态方程的绝热系数。
5.一种风电机液压变桨控制装置，其特征在于，该装置包括：
最低油液量计算模块，用于根据液压变桨系统中油缸的活塞杆的实时位置信息Lcyl，按照式(1)计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低油液量V：
V＝A*(Lmax-Lcyl) (1)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程；
低压压力触发阀值计算模块，用于根据所述最低油液量计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值；
比较模块，用于判断所述液压变桨系统中蓄能器回路的实时压力值是否小于所述低压压力触发阀值；
触发模块，用于在所述蓄能器回路的实时压力值小于所述低压压力触发阀值时，触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨；
其中，所述低压压力触发阀值计算模块包括：
安全油液余量计算单元，用于计算所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的安全油液余量；
最低安全油液量计算单元，用于根据所述最低油液量和所述安全油液余量，计算出所述液压变桨系统进行紧急顺桨所需的最低安全油液量；
阀值计算单元，用于根据所述最低安全油液量、以及所述液压变桨系统中蓄能器的容量和预充压力值计算出触发所述液压变桨系统进行紧急顺桨的低压压力触发阀值。
6.根据权利要求5所述的风电机液压变桨控制装置，其特征在于，所述活塞杆的实时位置信息通过以下两种方式中的任意一种获得：
通过设置于所述活塞杆上的位置传感器实时计算出所述活塞杆的实时位置信息；
通过设置于风电机叶片上的角度传感器实时计算出所述风电机叶片的实时桨角信息，并根据所述实时桨角信息计算出所述活塞杆的实时位置信息。
7.根据权利要求5所述的风电机液压变桨控制装置，其特征在于，所述安全油液余量计算单元根据如下式(2)计算出所述安全油液余量Vs：
Vs＝A*L_max*(SF-1) (2)
其中，A表示所述油缸的无杆腔面积，Lmax表示所述活塞杆的最大行程，SF表示预设的安全系数；
所述最低安全油液量计算模块根据如下式(3)计算出所述最低安全油液量V1：
V1＝V+Vs (3)
其中，V表示所述最低油液量，Vs表示所述安全油液余量。
8.根据权利要求5所述的风电机液压变桨控制装置，其特征在于，阀值计算单元根据如下式(4)计算出所述低压压力触发阀值P_trigger：
Figure FDA0003207396510000031
其中，P0表示所述蓄能器的预充压力值，V0表示所述蓄能器的容量，V1表示所述最低安全油液量，k表示气体状态方程的绝热系数。
9.一种风电机液压变桨控制系统，其特征在于，该系统包括前述权利要求5-8中任何一项所述的风电机液压变桨控制装置，还包括：
设置于所述活塞杆上的位置传感器或设置于风电机叶片上的角度传感器；
设置于所述蓄能器回路上的压力传感器。
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