风电变桨系统及其供电方法、供电装置及控制模块制造方法及图纸

本发明专利技术公开了风电变桨系统及其供电方法、供电装置及控制模块，风电变桨系统包括整流模块、母线、变桨驱动模块、自动平衡模块、控制模块、检测模块，整流模块通过母线与变桨驱动模块连接，整流模块向母线输出充电电能，变桨驱动模块用于连接风电机组并为风电机组提供变桨驱动电能，自动平衡模块连接于母线，用于在充电电能低于变桨驱动电能时向母线输出电能，且在充电电能高于变桨驱动电能时从母线吸收电能，以使充电电能与变桨驱动电能平衡。供电方法通过在不同条件下，控制整流模块按照不同的功率输出充电电能，以使自动平衡模块提供不同的变桨驱动电能，能够满足不同变桨过程的不同需求，实现了稳定的变桨。

Wind power pitch converter system and its power supply method, power supply device and control module

The invention discloses a wind power pitch converter system and its power supply method, power supply device and control module. The wind power pitch converter system includes rectifier module, bus bar, pitch drive module, automatic balance module, control module and detection module. The rectifier module is connected with the pitch drive module through bus bar, the rectifier module outputs charging power to bus bar, and the pitch drive module is used to connect wind turbines and parallel. The automatic balancing module is connected to the bus to supply the variable-pitch driving power for wind turbines. It is used to output power to the bus when the charging power is lower than that of the variable-pitch driving power, and absorb power from the bus when the charging power is higher than that of the variable-pitch driving power, so that the charging power can be balanced with that of the variable-pitch driving power. By controlling the rectifier module to output charging power according to different power under different conditions, the power supply method enables the automatic balancing module to provide different power for propeller drive, which can meet different requirements of different propeller process and achieve stable propeller control.

【技术实现步骤摘要】
风电变桨系统及其供电方法、供电装置及控制模块
本专利技术涉及风电变桨
，尤其涉及风电变桨系统及其供电方法、供电装置及控制模块。
技术介绍
风能作为可再生清洁能源，其蕴含量巨大，是替代化石燃料最主要的能源之一，越来越受到各个国家的关注。随着风电技术的不断成熟与发展，变桨技术在大型风力发电机(简称“风电机组”)中的应用更加广泛。变桨系统是保障风力发电机整体安全性的关键环节，风电机组在工作过程中通过调节变桨系统的桨叶角度来进行功率调节。为了保障风电机组的整体安全，必须在出现任何故障的情况下都要保证桨叶能够可靠顺桨和刹车制动。顺桨就是调节桨叶向90度角的方向转动，使得风机转速下降。若顺桨失败，将会发生事故，甚至出现塔架倒塌等灾难性后果。现有技术中，通常采用超级电容作为备用电源，并且设置有超级电容充电器为超级电容充电，从而保证超级电容为风电机组顺桨提供足够的能量。现有应用于风电变桨系统的超级电容充电器均采用恒流充电方式，该方式设计的电源裕量一般较小，在风电机组变桨过程中对超级电容的依赖较大，当超级电容在使用过程中出现容量衰减时，容易因为储能不足导致无法满足顺利变桨的需求。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了风电变桨系统及其供电方法、供电装置及控制模块，旨在解决现有技术中难以保证变桨的稳定性的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种风电变桨系统的供电方法，所述风电变桨系统包括整流模块、母线、变桨驱动模块、自动平衡模块、控制模块、检测模块，所述整流模块通过母线与所述变桨驱动模块连接，所述整流模块向母线输出充电电能，所述变桨驱动模块用于连接风电机组并为所述风电机组提供变桨驱动电能，所述自动平衡模块连接于母线，用于在所述充电电能低于所述变桨驱动电能时向母线输出电能，且在所述充电电能高于所述变桨驱动电能时从母线吸收电能，以使所述充电电能与所述变桨驱动电能平衡；所述供电方法包括：在风电机组运行过程中，所述检测模块检测风电机组是否运行在紧急顺桨条件；当所述风电机组运行在非紧急顺桨条件下，控制模块控制所述整流模块按照额定输出模式向母线输出第一充电电能，所述第一充电电能经所述自动平衡模块后提供第一变桨驱动电能；当所述风电机组运行在紧急顺桨条件下，且当前第二变桨驱动电能大于所述第一变桨驱动电能时，控制模块控制所述整流模块按照第一紧急恒功率向母线输出第二充电电能，所述第二充电电能经所述自动平衡模块后提供第二桨驱动电能，其中，所述第二充电电能大于所述第一充电电能。本专利技术实施例的第二方面提供了一种控制模块，存储有计算机程序，其特征在于，所述控制模块执行所述计算机程序时实现如上所述供电方法的步骤。本专利技术实施例的第三方面提供了一种风电变桨系统的供电装置，用于为变桨驱动模块供电，包括如上所述的控制模块，还包括整流模块、母线、自动平衡模块和检测模块；所述整流模块的输入端连接交流电，输出端连接母线；所述自动平衡模块与母线连接；所述检测模块与控制模块连接，用于检测母线电压或风电机组的桨距角，并输出检测量至所述控制模块，所述控制模块还与所述整流模块连接，用于根据检测量控制所述整流模块向母线输出恒电压或恒电流或非紧急恒功率或紧急恒功率。本专利技术实施例的第四方面提供了一种风电变桨系统，包括如上所述的控制模块，还包括整流模块、母线、变桨驱动模块、自动平衡模块、检测模块，所述整流模块通过母线与所述变桨驱动模块连接，所述整流模块向母线输出充电电能，所述变桨驱动模块用于连接风电机组并为所述风电机组提供变桨驱动电能，所述自动平衡模块连接于母线，用于在所述充电电能低于所述变桨驱动电能时向母线输出电能，且在所述充电电能高于所述变桨驱动电能时从母线吸收电能，以使所述充电电能与所述变桨驱动电能平衡。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过在不同条件下，控制整流模块按照不同的功率输出充电电能，以使自动平衡模块提供不同的变桨驱动电能，能够满足不同变桨过程的不同需求，实现了稳定的变桨。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一个实施例提供的供电方法的流程示意图；图2为本专利技术的一个实施例提供的控制流程示意图；图3为本专利技术的一个实施例提供的风电变桨系统的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例1：实施例1提供了一种风电变桨系统的供电方法。所述风电变桨系统包括整流模块、母线、变桨驱动模块、自动平衡模块、控制模块、检测模块，所述整流模块通过母线与所述变桨驱动模块连接，所述整流模块向母线输出充电电能，所述变桨驱动模块用于连接风电机组并为所述风电机组提供变桨驱动电能，所述自动平衡模块连接于母线，用于在所述充电电能低于所述变桨驱动电能时向母线输出电能，且在所述充电电能高于所述变桨驱动电能时从母线吸收电能，以使所述充电电能与所述变桨驱动电能平衡。如图1所示，所述供电方法包括：步骤S101，在风电机组运行过程中，所述检测模块检测风电机组是否运行在紧急顺桨条件；步骤S102，当所述风电机组运行在非紧急顺桨条件下，控制模块控制所述整流模块按照额定输出模式向母线输出第一充电电能，所述第一充电电能经所述自动平衡模块后提供第一变桨驱动电能；步骤S103，当所述风电机组运行在紧急顺桨条件下，且当前第二变桨驱动电能大于所述第一变桨驱动电能时，控制模块控制所述整流模块按照第一紧急恒功率向母线输出第二充电电能，所述第二充电电能经所述自动平衡模块后提供第二桨驱动电能，其中，所述第二充电电能大于所述第一充电电能。本实施例中，自动平衡模块包括超级电容。额定输出模式，包括恒功率、恒压、恒流模式之一或者组合。当额定输出模式为恒功率输出时，紧急恒功率大于额定输出恒功率。相比额定输出模式，整流模块输出更大的能量，可以减少电容能量输出，特别是在电容容量衰减的情况下，可以通过该方式为变桨提供足够的能量。在本专利技术的一个实施例中，当所述整流模块以第一紧急恒功率运行第一时间，或当前第二变桨驱动电能不大于所述第一变桨驱动电能，或当前第二变桨驱动电能不大于所述第一变桨驱动电能且所述母线的电压高于第一预设值时，控制模块控制所述整流模块按照额定输出模式向母线输出第一充电电能，其中，所述第一紧急恒功率为所述整流模块的过载功率，所述第一时间不大于所述整流模块当前过载功率的最大过载时间。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电变桨系统的供电方法，其特征在于，所述风电变桨系统包括整流模块、母线、变桨驱动模块、自动平衡模块、控制模块、检测模块，所述整流模块通过母线与所述变桨驱动模块连接，所述整流模块向母线输出充电电能，所述变桨驱动模块用于连接风电机组并为所述风电机组提供变桨驱动电能，所述自动平衡模块连接于母线，用于在所述充电电能低于所述变桨驱动电能时向母线输出电能，且在所述充电电能高于所述变桨驱动电能时从母线吸收电能，以使所述充电电能与所述变桨驱动电能平衡；所述供电方法包括：在风电机组运行过程中，所述检测模块检测风电机组是否运行在紧急顺桨条件；当所述风电机组运行在非紧急顺桨条件下，控制模块控制所述整流模块按照额定输出模式向母线输出第一充电电能，所述第一充电电能经所述自动平衡模块后提供第一变桨驱动电能；当所述风电机组运行在紧急顺桨条件下，且当前第二变桨驱动电能大于所述第一变桨驱动电能时，控制模块控制所述整流模块按照第一紧急恒功率向母线输出第二充电电能，所述第二充电电能经所述自动平衡模块后提供第二桨驱动电能，其中，所述第二充电电能大于所述第一充电电能。

【技术特征摘要】
1.一种风电变桨系统的供电方法，其特征在于，所述风电变桨系统包括整流模块、母线、变桨驱动模块、自动平衡模块、控制模块、检测模块，所述整流模块通过母线与所述变桨驱动模块连接，所述整流模块向母线输出充电电能，所述变桨驱动模块用于连接风电机组并为所述风电机组提供变桨驱动电能，所述自动平衡模块连接于母线，用于在所述充电电能低于所述变桨驱动电能时向母线输出电能，且在所述充电电能高于所述变桨驱动电能时从母线吸收电能，以使所述充电电能与所述变桨驱动电能平衡；所述供电方法包括：在风电机组运行过程中，所述检测模块检测风电机组是否运行在紧急顺桨条件；当所述风电机组运行在非紧急顺桨条件下，控制模块控制所述整流模块按照额定输出模式向母线输出第一充电电能，所述第一充电电能经所述自动平衡模块后提供第一变桨驱动电能；当所述风电机组运行在紧急顺桨条件下，且当前第二变桨驱动电能大于所述第一变桨驱动电能时，控制模块控制所述整流模块按照第一紧急恒功率向母线输出第二充电电能，所述第二充电电能经所述自动平衡模块后提供第二桨驱动电能，其中，所述第二充电电能大于所述第一充电电能。2.如权利要求1所述风电变桨系统的供电方法，其特征在于，当所述整流模块以第一紧急恒功率运行第一时间，或当前第二变桨驱动电能不大于所述第一变桨驱动电能，或当前第二变桨驱动电能不大于所述第一变桨驱动电能且所述母线的电压高于第一预设值时，控制模块控制所述整流模块按照额定输出模式向母线输出第一充电电能，其中，所述第一紧急恒功率为所述整流模块的过载功率，所述第一时间不大于所述整流模块当前过载功率的最大过载时间。3.如权利要求2所述风电变桨系统的供电方法，其特征在于，当所述整流模块以第一紧急恒功率运行第一时间后，且当前第二变桨驱动电能大于所述第一变桨驱动电能时，控制模块控制所述整流模块按照第二紧急恒功率向母线输出第三充电电能，其中，所述第一紧急恒功率为所述整流模块的过载功率，所述第一时间不大于所述整流模块当前过载功率的最大过载时间，所述第三充电电能小于所述第二充电电能，且大于所述第一充电电能。4.如权利要求1-3任一项所述风电变桨系统的供电方法，其特征在于，当当前第二变桨驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳源，朱单单，曾松彬，
申请(专利权)人：漳州科华技术有限责任公司，科华恒盛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35