风力发电机组及其顺桨方法、计算机存储介质技术

本发明专利技术实施例提供了一种风力发电机组及风力发电机组的顺桨方法、计算机存储介质，该风力发电机组包括：风轮和机舱，风轮包括轮毂和叶片，轮毂中设置有变桨系统，其中还包括：位于轮毂内，和/或位于机舱内的低压发电机；低压发电机，用于当需要顺桨时，利用风轮转动的机械能发电，为变桨系统提供电能；变桨系统，与低压发电机电连接，用于接收电能，使得变桨电机运行，以驱动叶片收桨，使得该叶片的桨距角大于预设角度值。由于本发明专利技术实施例中的低压发电机是利用风轮转动的机械能发电，并为变桨系统提供电能，因此，即便发生电网输入侧掉电、后备电源异常等情况时，仍然能够为变桨系统提供电能，控制变桨电机运行，进而驱动叶片收桨。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组及其顺桨方法、计算机存储介质
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电机组及风力发电机组的顺桨方法、计算机存储介质。
技术介绍
随着化石能源的日渐枯竭及对环境的污染日渐严重，风力发电作为新能源，正处在一个逐步走上规范化道路并较快发展的时期。在哥本哈根世界气候大会之后，“低碳环保”已成为全球的能源发展战略，各国都在为节能减排做出行动，纷纷走上“新能源”道路。在大型风力发电机组中，变桨系统一个主要功能是通过控制叶片的角度来控制风轮的转速，进而控制风力发电机的输出功率；风力发电机正常运行期间，当风速小于机组额定风速时，变桨系统将叶片开到0度角位置，进行最大功率追踪；当风速超过机组额定风速时，变桨系统通过控制叶片的角度使风轮的转速保持恒定。变桨系统的一个主要功能是担当机组的主刹车系统功能，电动变桨系统通过多种检测和控制手段、多重冗余设计保证风力机组安全稳定运行，任何故障引起的停机都会使叶片顺桨到90度位置。由此可见，变桨系统对机组的稳定性、安全性，都起着至关重要的作用，尤其作为空气动力刹车，要求变桨系统必须具备很高的可靠性和安全性。然而，在风力发电机运行过程中，会发生电网掉电、充电机异常、变桨系统的后备电源异常等情况，而这些异常的发生，很可能导致风力发电机的叶片无法收回到安全位置(例如桨距角为88度)；尤其是在电网掉电且后备电源发生异常的情况下，对于电动变桨系统而言，其危险程度更高；如果风力发电机叶片无法收回到安全位置，在风力的作用下，会使风力发电机的转速无法下降，引发风力发电机超速甚至发生飞车危险。目前，针对风力发电机叶片无法收桨，尚没有比较好的控制方法，只有通过背风偏航，即通过偏航使风力发电机偏航90度，偏离风向，从而使风力发电机转速下降，实现停机；但这种方法的缺点在于：风力发电机在正常运行过程中，通过将叶片桨距角开到0度位置，即叶片的受力表面与风向垂直，以吸收最大风能；而风力发电机在停机收桨的过程中，叶片的桨距角会逐渐变大，从而使叶片所吸收的风能下降，转速降低，而如果在收桨到一定角度(例如有2个叶片或1个叶片可正常收桨)后，反而会使叶片的受力表面再次与风向垂直，使叶片受力再次加大，而这种情况，一方面会导致风力发电机的风轮转速下降缓慢，一方面还会使风力发电机承受更大的载荷，不利于风力发电机的安全。综上所述，现有技术当发生电网掉电、充电机异常、变桨系统的后备电源异常、电网波动导致器件损坏或烧毁时，风力发电机叶片无法收桨，在风力的作用下，会使风力发电机的转速无法下降，引发风力发电机超速甚至发生飞车危险。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种风力发电机组及风力发电机组的顺桨方法、计算机存储介质，用以解决现有技术当发生电网掉电、充电机异常、变桨系统的后备电源异常、电网波动导致器件损坏或烧毁时，风力发电机叶片无法收桨的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种风力发电机组，包括：风轮和机舱，所述风轮包括轮毂和叶片，所述轮毂中设置有变桨系统，所述变桨系统包括变桨电机，该风力发电机组还包括：位于所述轮毂内，和/或位于所述机舱内的低压发电机；所述低压发电机，用于当需要顺桨时，利用所述风轮转动的机械能发电，为所述变桨系统提供电能；所述变桨系统，与所述低压发电机电连接，用于接收所述电能，使得所述变桨电机运行，以驱动所述叶片收桨，使得该叶片的桨距角大于预设角度值。优选地，所述机舱包括高速轴和低速轴，所述低压发电机位于所述机舱内，且输入端与所述高速轴和/或所述低速轴连接。优选地，风力发电机组包括主控控制器，以及位于所述轮毂与所述机舱(32)的连接位置处的滑环；所述低压发电机的输出端通过常开触点与所述滑环电连接；所述主控控制器与所述常开触点电连接，用于控制所述常开触点。优选地，所述变桨系统包括：变桨控制器、为所述变桨控制器供电的直流电源、为所述变桨电机供电的变频器；当所述低压发电机为直流发电机时，所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与所述变频器电连接，用于为所述变频器和所述直流电源提供电能；或者，所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与所述变桨电机电连接，用于为所述变桨电机提供电能。优选地，所述变桨系统包括充电机；当所述低压发电机为交流发电机时，所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与所述变桨电机电连接，用于为所述变桨电机提供电能；或，所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与电网输入侧的三相线路电连接，用于为所述充电机提供电能。优选地，风力发电机组还包括松闸控制系统，用于在所述主控控制器的控制下，使得所述变桨电机松闸。优选地，所述松闸控制系统包括：松闸电磁阀、继电器和松闸支路；所述松闸电磁阀的一端与所述继电器的输出端电连接，另一端通过所述松闸支路与恒压电源电连接；所述松闸支路设置有常闭触点和第一常开触点；所述常闭触点、所述第一常开触点均与所述主控控制器电连接；所述主控控制器用于控制所述继电器输入端的信号，使得所述继电器得电，并控制所述常闭触点闭合，控制所述第一常开触点闭合。优选地，所述松闸控制系统包括：松闸电磁阀、继电器、冗余继电器、第一松闸支路和第二松闸支路；所述第一松闸支路设置有常闭触点和第一常开触点；所述第二松闸支路与所述第一松闸支路并联连接，并设置有第二常开触点；所述冗余继电器与所述继电器并联设置，所述松闸电磁阀的一端与所述继电器的输出端和所述冗余继电器的输出端电连接，另一端通过并联连接的所述第一松闸支路和所述第二松闸支路与恒压电源电连接；所述常闭触点、所述第一常开触点和所述第二常开触点均与所述主控控制器电连接；所述主控控制器用于控制所述继电器和所述冗余继电器输入端的信号，使得所述继电器和所述冗余继电器得电，并控制所述第二常开触点闭合，控制所述第一常开触点断开，控制所述常闭触点断开。一种采用上述风力发电机组的顺桨方法，包括：控制所述低压发电机与所述变桨系统电连接，使得所述低压发电机为所述变桨系统提供电能；控制所述变桨系统包括的变桨电机的运行，以驱动所述叶片收桨，使得该叶片的桨距角大于预设角度值。优选地，所述控制所述低压发电机与所述变桨系统电连接，包括：主控控制器控制常开触点闭合，使得所述低压发电机的输出端通过所述常开触点与滑环电连接。优选地，所述控制所述低压发电机与所述变桨系统电连接，具体包括：当所述低压发电机为直流发电机时，主控控制器控制所述常开触点闭合，使得所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与变频器电连接；或，主控控制器控制所述常开触点闭合，使得所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与所述变桨电机电连接；当所述低压发电机为交流发电机时，主控控制器控制所述常开触点闭合，使得所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与所述变桨电机电连接；或，主控控制器控制所述常开触点闭合，使得所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与电网输入侧的三相线路电连接。优选地，所述的控制所述变桨系统包括的变桨电机的运行，包括：当所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与所述变频器电连接；或，所述低压发电机的输出端依次通过所述常开触点、所述滑环与电网输入侧的三相线路电连接时，所述变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组，包括：风轮(31)和机舱(32)，所述风轮(31)包括轮毂(106)和叶片(114)，所述轮毂(106)中设置有变桨系统(33)，所述变桨系统(33)包括变桨电机(107)，其特征在于，还包括：位于所述轮毂(106)内，和/或位于所述机舱(32)内的低压发电机(301)；所述低压发电机(301)，用于当需要顺桨时，利用所述风轮(31)转动的机械能发电，为所述变桨系统(33)提供电能；所述变桨系统(33)，与所述低压发电机(301)电连接，用于接收所述电能，使得所述变桨电机(107)运行，以驱动所述叶片(114)收桨，使得该叶片(114)的桨距角大于预设角度值。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组，包括：风轮(31)和机舱(32)，所述风轮(31)包括轮毂(106)和叶片(114)，所述轮毂(106)中设置有变桨系统(33)，所述变桨系统(33)包括变桨电机(107)，其特征在于，还包括：位于所述轮毂(106)内，和/或位于所述机舱(32)内的低压发电机(301)；所述低压发电机(301)，用于当需要顺桨时，利用所述风轮(31)转动的机械能发电，为所述变桨系统(33)提供电能；所述变桨系统(33)，与所述低压发电机(301)电连接，用于接收所述电能，使得所述变桨电机(107)运行，以驱动所述叶片(114)收桨，使得该叶片(114)的桨距角大于预设角度值。2.根据权利要求1所述的风力发电机组，其特征在于，所述机舱(32)包括高速轴和低速轴，所述低压发电机(301)位于所述机舱(32)内，且输入端与所述高速轴和/或所述低速轴连接。3.根据权利要求2所述的风力发电机组，其特征在于，包括主控控制器(112)，以及位于所述轮毂(106)与所述机舱(32)的连接位置处的滑环(113)；所述低压发电机(301)的输出端通过常开触点(303)与所述滑环(113)电连接；所述主控控制器(112)与所述常开触点(303)电连接，用于控制所述常开触点(303)。4.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述变桨系统(33)包括：变桨控制器(109)、为所述变桨控制器(109)供电的直流电源(204)、为所述变桨电机(107)供电的变频器(203)；当所述低压发电机(301)为直流发电机时，所述低压发电机(301)的输出端依次通过所述常开触点(303)、所述滑环(113)与所述变频器(203)电连接，用于为所述变频器(203)和所述直流电源(204)提供电能；或者，所述低压发电机(301)的输出端依次通过所述常开触点(303)、所述滑环(113)与所述变桨电机(107)电连接，用于为所述变桨电机(107)提供电能。5.根据权利要求3所述的风力发电机组，其特征在于，所述变桨系统(33)包括充电机(209)；当所述低压发电机(301)为交流发电机时，所述低压发电机(301)的输出端依次通过所述常开触点(303)、所述滑环(113)与所述变桨电机(107)电连接，用于为所述变桨电机(107)提供电能；或，所述低压发电机(301)的输出端依次通过所述常开触点(303)、所述滑环(113)与电网输入侧(207)的三相线路电连接，用于为所述充电机(209)提供电能。6.根据权利要求4或5所述的风力发电机组，其特征在于，还包括松闸控制系统，用于在所述主控控制器(112)的控制下，使得所述变桨电机(107)松闸。7.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述松闸控制系统包括：松闸电磁阀(408)、继电器(502)和松闸支路(61)；所述松闸电磁阀(408)的一端与所述继电器(502)的输出端电连接，另一端通过所述松闸支路(61)与恒压电源电连接；所述松闸支路(61)设置有常闭触点(503)和第一常开触点(405)；所述常闭触点(503)、所述第一常开触点(405)均与所述主控控制器(112)电连接；所述主控控制器(112)用于控制所述继电器(502)输入端的信号，使得所述继电器(502)得电，并控制所述常闭触点(503)闭合，控制所述第一常开触点(405)闭合。8.根据权利要求6所述的风力发电机组，其特征在于，所述松闸控制系统包括：松闸电磁阀(408)、继电器(502)、冗余继电器(404)、第一松闸支路(71)和第二松闸支路(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：马磊，李庆江，李莉，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11