CN117469217A - 一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法 - Google Patents

一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法，包括变桨缸、蓄能器供油模块、变桨缸锁紧模块，还包括并联数字阀控变桨调节模块；变桨缸的无杆腔、有杆腔均与并联数字阀控变桨调节模块连接，无杆腔还与蓄能器供油模块连接，活塞杆用于驱动变桨驱动盘转动，变桨驱动盘与风力发电机桨叶连接以调节其角度；并联数字阀控变桨调节模块控制无杆腔和有杆腔的进油量来控制活塞杆的伸缩，以调节桨叶桨距角；本发明的变桨控制快速、精准、节能，且设备成本低。

Description

一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法
技术领域
本发明涉及风力发电机组变桨技术领域，尤其是一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法。
背景技术
在风力发电领域，变桨控制技术依据发电机转速输出功率调节桨叶节距角，使输出功率维持在额度值附近，不仅能捕获更多风能，而且其输出功率更稳定，是国际主流的风电机组必备的关键技术之一。传统的变桨控制技术主要分为两大类：电动变桨控制和液压变桨控制。
电动变桨控制由于变桨驱动齿轮和齿圈的啮合载荷大、变桨齿轮行程小，润滑极为困难等问题阻碍了发电装机功率的进一步提高。相对于电动变桨控制而言,液压变桨控制具有体积小、重量轻等特点,并且无需传动机构与轴承齿圈部件,可有效降低变桨系统的故障率，在低风速机组和未来的更大容量的海上风电机组运用中越来越有优势。
常见的液压变桨控制技术为采用伺服阀控制变桨缸伸缩，阀控液压变桨控制具有液压系统的优点，如响应快、控制精度高和轴承扭矩大。但是阀控液压变桨控制通过节流的方式控制输出流量的大小，系统的能量损耗高；同时，由于采用了伺服阀，导致其系统成本高并且对油液的清洁度要求高。
除阀控液压变桨控制外，国内外学者还提出了泵控液压变桨控制技术，通过伺服电机带动定量泵旋转输出流量，控制伺服电机正反转和转速，实现变桨缸的伸缩和变桨速度。相比于阀控液压变桨控制，泵控液压变桨控制省去了伺服阀，通过改变伺服电机的转速控制输出流量的大小，避免了因节流导致的能量损耗。然而，泵控液压变桨控制的响应速度慢和控制精度低，其变桨控制的准确性和平稳性较差。
发明内容
本发明提出一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法，其变桨控制快速、精准、节能，且设备成本低。
本发明采用以下技术方案。
一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，包括变桨缸、蓄能器供油模块、变桨缸锁紧模块，还包括与蓄能器供油模块相连的并联数字阀控变桨调节模块；变桨缸的无杆腔、有杆腔均经油路与并联数字阀控变桨调节模块连接，无杆腔还经油路与蓄能器供油模块连接，活塞杆用于驱动变桨驱动盘转动，变桨驱动盘与风力发电机桨叶连接以调节其角度；
并联数字阀控变桨调节模块通过分别控制无杆腔和有杆腔的进油量来控制活塞杆的伸缩，使桨叶桨距角在阈值范围内调节，以公式表述如下：
式中，为活塞杆位移，/>为桨叶绕叶轴旋转所需的驱动力矩距离，/>为液压缸驱动盘中心与液压缸固定点的距离，/>为活塞杆初始位置时，活塞杆末端M与变桨驱动盘中心O连线OM与水平线的夹角，/>为桨距角。
所述的变桨缸为单活塞杆液压缸，变桨缸活塞杆的伸缩行程为1262mm，桨距角的调节范围为0°到90°之间。
所述蓄能器供油模块由蓄能器、蓄能器单向阀和二位二通电磁阀组成，经油路为变桨缸提供动力以带动桨叶进行紧急顺桨，所述的蓄能器和变桨缸的无杆腔之间的油路处设有紧急顺桨阀；所述的紧急顺桨阀为两位两通电磁阀，其默认工况为常闭状态。
所述变桨缸锁紧模块由液控单向阀和二位三通电磁阀组成，所述的液控单向阀位于变桨缸油路处，由二位三通电磁阀控制其处于双向导通工况或单向单通工况，以切换变桨缸的锁紧状态或解锁状态。
所述并联数字阀控变桨调节模块由多个并联数字阀组组成，包括第一并联数字阀组、第二并联数字阀组、第三并联数字阀组、第四并联数字阀组，第二并联数字阀组和第三并联数字阀组与用于变桨缸油输入的泵源油路连接以分别控制无杆腔和有杆腔的进油量；
第一并联数字阀组和第四并联数字阀组与用于变桨缸油输出的油箱油路连接，分别控制无杆腔和有杆腔的出油量。
当所述并联数字阀控变桨调节模块以并联数字阀组独立控制变桨缸的有杆腔和无杆腔时，变桨系统工作于节能模式下，节能模式下的变桨系统工况包括进出口压力流量复合控制工况或差动快速伸出工况。
各个并联数字阀组均由四个同规格的二位二通高速开关阀并联组成，并联数字阀控变桨调节模块通过控制高速开关阀的开启数量来调节并联数字阀组的输出流量大小，进而实现桨叶变桨速度的调节。
一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨方法，采用以上所述的用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，所述变桨方法包括并联数字阀组的流量控制方法，该方法基于代价函数的流量控制器，包括如下步骤：
步骤一：根据变桨缸的液压缸流量连续性方程和液压缸力平衡方程，分别列出活塞杆伸出工况和缩回工况的伸缩速度、无杆腔压力/>和有杆腔压力/>的公式如下：
伸出工况：
公式一；
缩回工况：
公式二；
式中，、/>、/>和/>分别为进出口高速开关阀的开启个数，/>和/>分别为无杆腔和有杆腔的作用面积，/>为期望流量，/>为泵源压力，/>为外负载；
步骤二：读取跟踪轨迹的期望速度和保证节流损失小且不出现气蚀的背压腔压力参考值/>；
步骤三：判断变桨液压缸的运动方法，若为顺桨则根据公式一计算所有控制组合下对应的速度计算值和压力计算值/>和/>；反之根据公式二计算所有控制组合下对应的速度计算值/>和压力计算值/>和/>；
步骤四：将所有控制组合的速度计算值和压力计算值/>和/>，分别与期望速度/>和背压腔压力参考值/>作差，并通过代价函数获取速度和压力差值最小的控制组合，并输出到对应并联数字阀组，其中代价函数/>的计算过程如下：
公式三；
式中，为调节因子，/>为背压腔的压力计算值。
所述并联数字阀控液压变桨系统的变桨动力由蓄能器输出的压力油提供；变桨方法包括以下方法；
方法A1、用于液压系统启动，具体为：二位二通电磁阀包括用于控制油泵入的二位二通电磁阀A、用于控制油回流油箱的二位二通电磁阀B，当得到开机指令后，并联数字阀控液压变桨系统的电动机带动与之相连的定量泵起动，为系统供给压力油，即液压油；液压油通过二位二通电磁阀A、液控单向阀进入变桨缸的无杆腔；有杆腔的液压油通过二位二通电磁阀B回到油箱，推动液压缸活塞杆向右移动到最大行程位置，使桨叶保持在顺桨位置，风轮叶片的桨距角为90°；
方法A2、用于风机启动，具体为：当风速逐渐增大到起动风速，二位三通电磁阀、二位二通电磁阀、第一并联数字阀组和第三并联数字阀组得电，液控单向阀由控制油路压力打开其双向导通位置使液压油通过，由第三并联数字阀组进入有杆腔，无杆腔的液压油通过液控单向阀和第一并联数字阀组回到油箱，桨叶角度由90°迅速变为0°，风轮叶片的桨距角减小。
所述并联数字阀控液压变桨系统的变桨方法还包括变桨调节方法，其具体包括以下方法：
方法S1、当风速小于额定风速时，风轮叶片调节至优化节距角，定桨距运行。此时二位三通电磁阀失电，液控单向阀的先导级失压并处于单向阀工况；第一并联数字阀组、第二并联数字阀组、第三并联数字阀组、第四并联数字阀组断电，变桨缸处于关闭状态，无压力油通过，则此时变桨缸处于被锁紧状态。当风速大于额定风速后，二位三通电磁阀得电，液控单向阀得到先导控制压力，此时变桨缸油路双向导通，其液压系统重新开始运行；
方法S2、当风速高于额定风速时，根据流量控制方法的基于代价函数的流量控制器，控制并联数字阀组的油液运动方向和输出流量，从而控制变桨液压缸的变桨方向和变桨速度；
当第一并联数字阀组、第四并联数字阀组得电时，液压油进入变桨缸的无杆腔，液压缸活塞向右移动，驱动风轮叶片的节距角增大；
当第一并联数字阀组、第三并联数字阀组得电时，液压油进入变桨缸的有杆腔，液压缸活塞向左移动，驱动风轮叶片的节距角减小；
当第二并联数字阀组和第三并联数字阀组得电时，变桨缸无杆腔油液流向变桨缸有杆腔，在不占用液压源流量的同时，快速执行风轮叶片的顺桨操作；
方法S3、在风轮叶片的顺桨操作和逆桨操作中，通过独立控制跟有杆腔和无杆腔连接的并联数字阀组的高速开关阀开启个数，对压力油的流量压力进行复合控制，以保证变桨控制精度并降低系统能耗；
方法S4、正常停机方法，具体为：当得到风力发电机的控制器发出的停机指令后，定量泵维持运行工况，此时定量泵、蓄能器输出的液压油，通过二位二通电磁阀A和液控单向阀进入变桨缸的无杆腔，有杆腔的液压油经二位二通电磁阀B流回油箱；液压缸活塞运行到最大行程处，桨叶节距角为最大值90°；
方法S5、紧急停机方法，具体为：当风力发电机遇到紧急状况需要立即停机时，控制器发出紧急停机信号，定量泵立刻停止运转，各个电磁阀迅速断电。液压油从蓄能器通过二位二通电磁阀A和液控单向阀流入变桨缸的无杆腔，有杆腔的液压油通过二位二通电磁阀B流回油箱。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
针对泵控变桨控制技术响应速度慢和控制精度差的问题，采用并联数字阀控液压变桨控制技术进行变桨操作，通过控制高速开关阀的开启数量，调节并联数字阀组的输出流量大小，其响应速度更快，控制精度更高，保证了变桨操作的精准和平稳。
（2）针对阀控变桨控制技术成本高和能耗大的问题，采用4个结构简单和成本低的高速开关阀并联构成的并联数字阀组，采用4个并联数字阀组独立控制变桨缸有杆腔和无杆腔的进出油，所述的并联数字阀组由4个结构简单和成本低的高速开关阀并联构成，降低系统成本；另外，所提方法可实现在对进油口流量控制的同时，对出油口进行压力控制，以及进出油口导通的差动快速伸出控制，提升系统的控制灵活度，不仅可以保证系统的控制精度，而且可以大幅降低系统能耗。
（3）针对实际风向多变和风力不稳定，风力发电机的变桨操作频繁，容易导致伺服阀和电机泵出现故障，造成风力发电机长时间停机的问题。所述的并联数字阀控液压变桨系统由多个同规格的高速开关阀组成，高速开关阀具备结构简单和抗污染能力强的优点，相比伺服阀和电机泵而言，其故障率更低；并且当某个高速开关阀存在故障，也有同规格的高速开关阀在持续运行，不影响变桨操作的进行。综上，所提方法大大减少因变桨系统故障导致的风力发电机停机时间。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明实施例的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法的液压原理示意图（图中4-1、4-2、4-3均为对应管路处的单向阀）；
附图2为本发明实施例的并联数字阀组的放大示意图（图中的12-1.1、12-1.2、12-1.3、12-1.4均为并联数字阀组内置的高速开关阀）；
附图3为本发明实施例的变桨缸控制桨叶角度变化的原理示意图
附图4为本发明实施例的并联数字阀组流量控制流程示意图；
图中：1、油箱；2、过滤器；3、温度计；4-3、蓄能器单向阀；5、电动机；6、定量泵；7、溢流阀；8、二位三通电磁阀；9、蓄能器；10、压力表；
11-1、二位二通电磁阀A；11-2、二位二通电磁阀B；
12-1、第一并联数字阀组；12-2、第二并联数字阀组；12-3、第三并联数字阀组；12-4、第四并联数字阀组；13、液控单向阀；14、变桨缸；15、节流阀；。
4-1、4-2、4-4均为用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统及方法的液压原理示意图中对应管路处的单向阀；
12-1.1、12-1.2、12-1.3、12-1.4均为并联数字阀组的放大示意图中的并联数字阀组内置的高速开关阀。
具体实施方式
如图1所示，一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，包括变桨缸14、蓄能器供油模块、变桨缸锁紧模块，还包括与蓄能器供油模块相连的并联数字阀控变桨调节模块；变桨缸的无杆腔、有杆腔均经油路与并联数字阀控变桨调节模块连接，无杆腔还经油路与蓄能器供油模块连接，如图3所示，活塞杆用于驱动变桨驱动盘转动，变桨驱动盘与风力发电机桨叶连接以调节其角度；
并联数字阀控变桨调节模块通过分别控制无杆腔和有杆腔的进油量来控制活塞杆的伸缩，使桨叶桨距角在阈值范围内调节，以公式表述如下：
式中，为活塞杆位移，/>为桨叶绕叶轴旋转所需的驱动力矩距离，/>为液压缸驱动盘中心与液压缸固定点的距离，/>为活塞杆初始位置时OM与水平线的夹角，/>为桨距角。
所述的变桨缸为单活塞杆液压缸，变桨缸活塞杆的伸缩行程为1262mm，桨距角的调节范围为0°到90°之间。
所述蓄能器供油模块由蓄能器9、蓄能器单向阀4-3和二位二通电磁阀组成，经油路为变桨缸提供动力以带动桨叶进行紧急顺桨，所述的蓄能器和变桨缸的无杆腔之间的油路处设有紧急顺桨阀；所述的紧急顺桨阀为两位两通电磁阀，其默认工况为常闭状态。
所述变桨缸锁紧模块由液控单向阀13和二位三通电磁阀8组成，所述的液控单向阀位于变桨缸油路处，由二位三通电磁阀控制其处于双向导通工况或单向单通工况，以切换变桨缸的锁紧状态或解锁状态。
所述并联数字阀控变桨调节模块由多个并联数字阀组组成，包括第一并联数字阀组、第二并联数字阀组、第三并联数字阀组、第四并联数字阀组，第二并联数字阀组12-2和第三并联数字阀组12-3与用于变桨缸油输入的泵源油路连接以分别控制无杆腔和有杆腔的进油量；
第一并联数字阀组12-1和第四并联数字阀组12-4与用于变桨缸油输出的油箱油路连接，分别控制无杆腔和有杆腔的出油量。
当所述并联数字阀控变桨调节模块以并联数字阀组独立控制变桨缸的有杆腔和无杆腔时，变桨系统工作于节能模式下，节能模式下的变桨系统工况包括进出口压力流量复合控制工况或差动快速伸出工况。
如图2所示，以第一并联数字阀组为例，其内置的高速开关阀的标号为12-1.1、12-1.2、12-1.3、12-1..4，同该例，各个并联数字阀组均由四个同规格的二位二通高速开关阀并联组成，并联数字阀控变桨调节模块通过控制高速开关阀的开启数量来调节并联数字阀组的输出流量大小，进而实现桨叶变桨速度的调节。
一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨方法，采用以上所述的用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，所述变桨方法包括并联数字阀组的流量控制方法，该方法基于代价函数的流量控制器，如图4所示，包括如下步骤：
步骤一：根据变桨缸的液压缸流量连续性方程和液压缸力平衡方程，分别列出活塞杆伸出工况和缩回工况的伸缩速度、无杆腔压力/>和有杆腔压力/>的公式如下：
伸出工况：
公式一；
缩回工况：
公式二；
式中，、/>、/>和/>分别为进出口高速开关阀的开启个数，/>和/>分别为无杆腔和有杆腔的作用面积，/>为期望流量，/>为泵源压力，/>为外负载；
步骤二：读取跟踪轨迹的期望速度和保证节流损失小且不出现气蚀的背压腔压力参考值/>；
步骤三：判断变桨液压缸的运动方法，若为顺桨则根据公式一计算所有控制组合下对应的速度计算值和压力计算值/>和/>；反之根据公式二计算所有控制组合下对应的速度计算值/>和压力计算值/>和/>；
步骤四：将所有控制组合的速度计算值和压力计算值/>和/>，分别与期望速度/>和背压腔压力参考值/>作差，并通过代价函数获取速度和压力差值最小的控制组合，并输出到对应并联数字阀组，其中代价函数/>的计算过程如下：
公式三；
式中，为调节因子，/>为背压腔的压力计算值。
所述并联数字阀控液压变桨系统的变桨动力由蓄能器输出的压力油提供；变桨方法包括以下方法；
方法A1、用于液压系统启动，具体为：二位二通电磁阀包括用于控制油泵入的二位二通电磁阀A11-1、用于控制油回流油箱的二位二通电磁阀B11-2，当得到开机指令后，并联数字阀控液压变桨系统的电动机5带动与之相连的定量泵6起动，为系统供给压力油，即液压油；液压油通过二位二通电磁阀A11-1、液控单向阀进入变桨缸的无杆腔；有杆腔的液压油通过二位二通电磁阀B11-2回到油箱1，推动液压缸活塞杆向右移动到最大行程位置，使桨叶保持在顺桨位置，风轮叶片的桨距角为90°；
方法A2、用于风机启动，具体为：当风速逐渐增大到起动风速，二位三通电磁阀8、二位二通电磁阀、第一并联数字阀组12-1和第三并联数字阀组12-3得电，液控单向阀由控制油路压力打开其双向导通位置使液压油通过，由第三并联数字阀组12-3进入有杆腔，无杆腔的液压油通过液控单向阀和第一并联数字阀组回到油箱，桨叶角度由90°迅速变为0°，风轮叶片的桨距角减小。
所述并联数字阀控液压变桨系统的变桨方法还包括变桨调节方法，其具体包括以下方法：
方法S1、当风速小于额定风速时，风轮叶片调节至优化节距角，定桨距运行。此时二位三通电磁阀8失电，液控单向阀的先导级失压并处于单向阀工况；第一并联数字阀组、第二并联数字阀组、第三并联数字阀组、第四并联数字阀组断电，变桨缸处于关闭状态，无压力油通过，则此时变桨缸处于被锁紧状态。当风速大于额定风速后，二位三通电磁阀8得电，液控单向阀得到先导控制压力，此时变桨缸油路双向导通，其液压系统重新开始运行；
方法S2、当风速高于额定风速时，根据流量控制方法的基于代价函数的流量控制器，控制并联数字阀组的油液运动方向和输出流量，从而控制变桨液压缸的变桨方向和变桨速度；
当第一并联数字阀组、第四并联数字阀组得电时，液压油进入变桨缸的无杆腔，液压缸活塞向右移动，驱动风轮叶片的节距角增大；
当第一并联数字阀组、第三并联数字阀组得电时，液压油进入变桨缸的有杆腔，液压缸活塞向左移动，驱动风轮叶片的节距角减小；
当第二并联数字阀组和第三并联数字阀组得电时，变桨缸无杆腔油液流向变桨缸有杆腔，在不占用液压源流量的同时，快速执行风轮叶片的顺桨操作；
方法S3、在风轮叶片的顺桨操作和逆桨操作中，通过独立控制跟有杆腔和无杆腔连接的并联数字阀组的高速开关阀开启个数，对压力油的流量压力进行复合控制，以保证变桨控制精度并降低系统能耗；
方法S4、正常停机方法，具体为：当得到风力发电机的控制器发出的停机指令后，定量泵维持运行工况，此时定量泵、蓄能器输出的液压油，通过二位二通电磁阀A11-1和液控单向阀进入变桨缸的无杆腔，有杆腔的液压油经二位二通电磁阀B11-2流回油箱；液压缸活塞运行到最大行程处，桨叶节距角为最大值90°；
方法S5、紧急停机方法，具体为：当风力发电机遇到紧急状况需要立即停机时，控制器发出紧急停机信号，定量泵立刻停止运转，各个电磁阀迅速断电。液压油从蓄能器通过二位二通电磁阀A11-1和液控单向阀流入变桨缸的无杆腔，有杆腔的液压油通过二位二通电磁阀B11-2流回油箱。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：包括变桨缸、蓄能器供油模块、变桨缸锁紧模块，还包括与蓄能器供油模块相连的并联数字阀控变桨调节模块；变桨缸的无杆腔、有杆腔均经油路与并联数字阀控变桨调节模块连接，无杆腔还经油路与蓄能器供油模块连接，活塞杆用于驱动变桨驱动盘转动，变桨驱动盘与风力发电机桨叶连接以调节其角度；
并联数字阀控变桨调节模块通过分别控制无杆腔和有杆腔的进油量来控制活塞杆的伸缩，使桨叶桨距角在阈值范围内调节，以公式表述如下：
式中，为活塞杆位移，/>为桨叶绕叶轴旋转所需的驱动力矩距离，/>为液压缸驱动盘中心与液压缸固定点的距离，/>为活塞杆初始位置时，活塞杆末端M与变桨驱动盘中心O连线OM与水平线的夹角，/>为桨距角；
所述并联数字阀控变桨调节模块由多个并联数字阀组组成，
用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统的变桨方法，包括并联数字阀组的流量控制方法，该方法基于代价函数的流量控制器，包括如下步骤：
步骤一：根据变桨缸的液压缸流量连续性方程和液压缸力平衡方程，分别列出活塞杆伸出工况和缩回工况的伸缩速度、无杆腔压力/>和有杆腔压力/>的公式如下：
伸出工况：
公式一；
缩回工况：
公式二；
式中，、/>、/>和/>分别为进出口高速开关阀的开启个数，和/>分别为无杆腔和有杆腔的作用面积，/>为期望流量，/>为泵源压力，/>为外负载；
步骤二：读取跟踪轨迹的期望速度和保证节流损失小且不出现气蚀的背压腔压力参考值/>；
步骤三：判断变桨液压缸的运动方法，若为顺桨则根据公式一计算所有控制组合下对应的速度计算值和压力计算值/>和/>；反之根据公式二计算所有控制组合下对应的速度计算值/>和压力计算值/>和/>；
步骤四：将所有控制组合的速度计算值和压力计算值/>和/>，分别与期望速度/>和背压腔压力参考值/>作差，并通过代价函数获取速度和压力差值最小的控制组合，并输出到对应并联数字阀组，其中代价函数/>的计算过程如下：
公式三；
式中，为调节因子，/>为背压腔的压力计算值。
2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：所述的变桨缸为单活塞杆液压缸，变桨缸活塞杆的伸缩行程为1262mm，桨距角的调节范围为0°到90°之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：所述蓄能器供油模块由蓄能器、蓄能器单向阀和二位二通电磁阀组成，经油路为变桨缸提供动力以带动桨叶进行紧急顺桨，所述的蓄能器和变桨缸的无杆腔之间的油路处设有紧急顺桨阀；所述的紧急顺桨阀为两位两通电磁阀。
4.根据权利要求3所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：所述变桨缸锁紧模块由液控单向阀和二位三通电磁阀组成，所述的液控单向阀位于变桨缸油路处，由二位三通电磁阀控制其处于双向导通工况或单向单通工况，以切换变桨缸的锁紧状态或解锁状态。
5.根据权利要求4所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：所述并联数字阀控变桨调节模块由多个并联数字阀组组成，包括第一并联数字阀组、第二并联数字阀组、第三并联数字阀组、第四并联数字阀组，第二并联数字阀组和第三并联数字阀组与用于变桨缸油输入的泵源油路连接以分别控制无杆腔和有杆腔的进油量；
第一并联数字阀组和第四并联数字阀组与用于变桨缸油输出的油箱油路连接，分别控制无杆腔和有杆腔的出油量。
6.根据权利要求5所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：当所述并联数字阀控变桨调节模块以并联数字阀组独立控制变桨缸的有杆腔和无杆腔时，变桨系统工作于节能模式下，节能模式下的变桨系统工况包括进出口压力流量复合控制工况或差动快速伸出工况。
7.根据权利要求5所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：各个并联数字阀组均由四个同规格的二位二通高速开关阀并联组成，并联数字阀控变桨调节模块通过控制高速开关阀的开启数量来调节并联数字阀组的输出流量大小，进而实现桨叶变桨速度的调节。
8.根据权利要求7所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨系统，其特征在于：所述并联数字阀控液压变桨系统的变桨动力由蓄能器输出的压力油提供；变桨方法包括以下方法；
方法A1、用于液压系统启动，具体为：二位二通电磁阀包括用于控制油泵入的二位二通电磁阀A、用于控制油回流油箱的二位二通电磁阀B，当得到开机指令后，并联数字阀控液压变桨系统的电动机带动与之相连的定量泵起动，为系统供给压力油，即液压油；液压油通过二位二通电磁阀A、液控单向阀进入变桨缸的无杆腔；有杆腔的液压油通过二位二通电磁阀B回到油箱，推动液压缸活塞杆向右移动到最大行程位置，使桨叶保持在顺桨位置，风轮叶片的桨距角为90°；
方法A2、用于风机启动，具体为：当风速逐渐增大到起动风速，二位三通电磁阀、二位二通电磁阀、第一并联数字阀组和第三并联数字阀组得电，液控单向阀由控制油路压力打开其双向导通位置使液压油通过，由第三并联数字阀组进入有杆腔，无杆腔的液压油通过液控单向阀和第一并联数字阀组回到油箱，桨叶角度由90°迅速变为0°，风轮叶片的桨距角减小。
9.根据权利要求8所述的一种用于风力发电机的并联数字阀控液压变桨方法，其特征在于：所述并联数字阀控液压变桨系统的变桨方法还包括变桨调节方法，其具体包括以下方法：
方法S1、当风速小于额定风速时，风轮叶片调节至优化节距角，定桨距运行；此时二位三通电磁阀失电，液控单向阀的先导级失压并处于单向阀工况；第一并联数字阀组、第二并联数字阀组、第三并联数字阀组、第四并联数字阀组断电，变桨缸处于关闭状态，无压力油通过，则此时变桨缸处于被锁紧状态；当风速大于额定风速后，二位三通电磁阀得电，液控单向阀得到先导控制压力，此时变桨缸油路双向导通，其液压系统重新开始运行；
方法S2、当风速高于额定风速时，根据流量控制方法的基于代价函数的流量控制器，控制并联数字阀组的油液运动方向和输出流量，从而控制变桨液压缸的变桨方向和变桨速度；
当第一并联数字阀组、第四并联数字阀组得电时，液压油进入变桨缸的无杆腔，液压缸活塞向右移动，驱动风轮叶片的节距角增大；
当第一并联数字阀组、第三并联数字阀组得电时，液压油进入变桨缸的有杆腔，液压缸活塞向左移动，驱动风轮叶片的节距角减小；
当第二并联数字阀组和第三并联数字阀组得电时，变桨缸无杆腔油液流向变桨缸有杆腔，快速执行风轮叶片的顺桨操作；
方法S3、在风轮叶片的顺桨操作和逆桨操作中，通过独立控制跟有杆腔和无杆腔连接的并联数字阀组的高速开关阀开启个数，对压力油的流量压力进行复合控制，以保证变桨控制精度并降低系统能耗；
方法S4、正常停机方法，具体为：当得到风力发电机的控制器发出的停机指令后，定量泵维持运行工况，此时定量泵、蓄能器输出的液压油，通过二位二通电磁阀A和液控单向阀进入变桨缸的无杆腔，有杆腔的液压油经二位二通电磁阀B流回油箱；液压缸活塞运行到最大行程处，桨叶节距角为最大值90°；
方法S5、紧急停机方法，具体为：当风力发电机遇到紧急状况需要立即停机时，控制器发出紧急停机信号，定量泵立刻停止运转，各个电磁阀迅速断电；液压油从蓄能器通过二位二通电磁阀A和液控单向阀流入变桨缸的无杆腔，有杆腔的液压油通过二位二通电磁阀B流回油箱。
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