变桨系统的充电控制装置和方法、风力发电机组制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种变桨系统的充电控制装置和方法、风力发电机组。该充电控制装置包括：多个扩展单元、开关模块和充电控制器，其中，每个扩展单元连接两支叶片的充电主路，开关模块包括多个第一常开开关单元，若将发生故障的充电机所在的叶片作为故障叶片，则每个第一常开开关单元设置于故障叶片和正常叶片之间的扩展单元上；控制器用于确认发生故障的充电机所在的故障叶片，并控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合。采用本发明专利技术实施例中的技术方案，能够利用正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源进行充电。

【技术实现步骤摘要】
变桨系统的充电控制装置和方法、风力发电机组
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种变桨系统的充电控制装置和方法、风力发电机组。
技术介绍
变桨系统是风力发电机组的重要部件。风力发电机组的每支叶片对应一组变桨组件，变桨组件包括相连接的变桨电机、充电机和后备电容，其中，变桨电机用于调节叶片的桨距角以控制风力发电机组的转速，充电机与电网连接，当电网有电时，由充电机为变桨电机供电并为后备电源充电；当电网断电时，切换至由后备电源为变桨电机供电。如果充电机故障则无法为后备电源充电，由于后备电源是保障风力发电机组安全的最后屏障，因此，一旦充电机故障就会影响到风力发电机组的安全运行。为避免因充电机故障影响到风力发电机组的安全运行，现有技术中采用了单一故障保护的方法，即一旦检测到任意一台充电机发生故障，则立即执行紧急停机命令，使风力发电机组的所有叶片从当前桨距角位置顺桨到91度限位位置。但是，本申请的专利技术人发现，由于容易受到电网波动和线路虚接的影响，因此充电机的故障频率较高。如果按照现有技术中的单一故障保护方法，则充电机故障频率较高时风力发电机组执行紧急停机命令的频率也会提高，但是，风力发电机组的频繁停机会造成风力发电机组发电量的大量损失。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种变桨系统的充电控制装置和方法、风力发电机组，能够利用风力发电机组其他叶片中的充电机对已发生故障的充电机进行充电，不需要任意一台充电机发生故障时就执行紧急停机命令，避免了因充电机故障频率较高而频繁停机造成的风力发电机组发电量的大量损失。第一方面，本专利技术实施例提供了一种变桨系统的充电控制装置，该充电控制装置包括：多个扩展单元，每支叶片的充电机和后备电源连接形成充电主路，每个扩展单元连接两支叶片的充电主路；开关模块，开关模块包括多个第一常开开关单元，若将发生故障的充电机所在的叶片作为故障叶片，则每个第一常开开关单元设置于故障叶片和正常叶片之间的扩展单元上；充电控制器，充电控制器用于确认发生故障的充电机所在的故障叶片，并控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合，以使正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源进行充电。在第一方面的一些实施例中，充电控制器还用于，控制故障叶片和与故障叶片顺时针或者逆时针的方向相邻的正常叶片之间的第一常开开关单元闭合。在第一方面的一些实施例中，开关模块还包括多个第一常闭开关单元，每个第一常闭开关单元设置于对应充电主路和扩展单元之间的节点和对应后备电源之间的线路上；充电控制器，还用于在控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合的同时，控制正常叶片的第一常闭开关单元断开。在第一方面的一些实施例中，开关模块还包括多个第二常闭开关单元，每个第二常闭开关单元设置于对应充电主路和充电机之间的节点和对应充电机之间的线路上；充电控制器，还用于在控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合的同时，控制故障叶片的第二常闭开关单元断开。在第一方面的一些实施例中，控制器还用于，获取正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源持续充电的第一时长；若第一时长达到预定时长，则控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元断开，以使正常叶片的充电机恢复对正常叶片的后备电源的充电；获取正常叶片的充电机对正常叶片的后备电源持续充电的第二时长；直到第二时长达到预定时长，控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元重新闭合，以使正常叶片的充电机恢复对故障叶片的后备电源的充电。在第一方面的一些实施例中，充电控制器还用于，检测风力发电机组运行中所有叶片的后备电源的充电电压；判断是否存在任意一支叶片的后备电源的充电电压低于预设电压；若存在任意一支叶片的后备电源的充电电压低于预设电压，则向风力发电机组的主控控制器发出表示风力发电机组发生充电故障的报警信息。在第一方面的一些实施例中，第一常开开关单元为交流接触器或者直流接触器，交流接触器或者直流接触器的常开触点设置于故障叶片和正常叶片之间的扩展单元上。在第一方面的一些实施例中，每支叶片的充电主路包括正极充电主路和负极充电主路，正极充电主路分别与充电机的正极和后备电源的正极连接，负极充电主路分别与后备电源的负极连接；每个扩展单元包括正极扩展支路和负极扩展支路，每条正极扩展支路连接两支叶片的正极充电主路，每条负极扩展支路连接两支叶片的负极充电主路；每个第一常开开关单元包括第一正极常开开关子单元和第一负极常开开关子单元，第一正极常开开关单元设置于故障叶片和正常叶片之间的正极扩展支路上，第一负极常开开关单元设置于故障叶片和正常叶片之间的负极扩展支路上；充电控制器，还用于确认发生故障的充电机所在的故障叶片，并控制故障叶片和正常叶片之间的第一正极常开开关子单元和第一负极常开开关子单元闭合，以使正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源进行充电。在第一方面的一些实施例中，该装置还包括多个变桨控制柜，每支叶片上设置有一个变桨控制柜；第一常开开关单元设置于故障叶片的变桨控制柜或者正常叶片的变桨控制柜中。在第一方面的一些实施例中，该装置还包括充电状态监测器，用于监测每支叶片的充电机的充电状态，并将充电机处于故障状态的信号发送至控制器。第二方面，本专利技术实施例提供了一种变桨系统的充电控制方法，用于如上所述的变桨系统的充电控制装置，该充电控制方法包括：确认发生故障的充电机所在的故障叶片；控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合，以使正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源进行充电。在第二方面的一些实施例中，控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合，包括：控制故障叶片和与故障叶片顺时针或者逆时针的方向相邻的正常叶片之间的第一常开开关单元闭合。在第二方面的一些实施例中，开关模块还包括多个第一常闭开关单元，每个第一常闭开关单元设置于对应充电主路和扩展单元之间的节点和对应后备电源之间的线路上；在控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合的同时，方法还包括：控制正常叶片的第一常闭开关单元断开。在第二方面的一些实施例中，开关模块还包括多个第二常闭开关单元，每个第二常闭开关单元设置于对应充电主路和充电机之间的节点和对应充电机之间的线路上；在控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元闭合的同时，方法还包括：控制故障叶片的第二常闭开关单元断开。在第二方面的一些实施例中，在正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源进行充电的过程中，方法还包括：获取正常叶片的充电机对故障叶片的后备电源持续充电的第一时长；若第一时长达到预定时长，则控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元断开，以使正常叶片的充电机恢复对正常叶片的后备电源的充电；获取正常叶片的充电机恢复对正常叶片的后备电源持续充电的第二时长；直到第二时长达到预定时长，控制故障叶片和正常叶片之间的第一常开开关单元重新闭合，以使正常叶片的充电机恢复对故障叶片的后备电源的充电。在第二方面的一些实施例中，该方法还包括：检测风力发电机组运行中所有叶片的后备电源的充电电压；判断是否存在任意一支叶片的后备电源的充电电压低于预设电压；若存在任意一支叶片的后备电源的充电电压低于预设电压，则向风力发电机组的主控控制器发出表示风力发电机组发生充电故障的报警信息。第三方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变桨系统的充电控制装置，其特征在于，所述装置包括：多个扩展单元，每支叶片的充电机和后备电源连接形成充电主路，每个扩展单元连接两支叶片的充电主路；开关模块，所述开关模块包括多个第一常开开关单元，若将发生故障的充电机所在的叶片作为故障叶片，则每个第一常开开关单元设置于所述故障叶片和正常叶片之间的扩展单元上；充电控制器，所述充电控制器用于确认发生故障的充电机所在的故障叶片，并控制所述故障叶片和所述正常叶片之间的第一常开开关单元闭合，以使所述正常叶片的充电机对所述故障叶片的后备电源进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种变桨系统的充电控制装置，其特征在于，所述装置包括：多个扩展单元，每支叶片的充电机和后备电源连接形成充电主路，每个扩展单元连接两支叶片的充电主路；开关模块，所述开关模块包括多个第一常开开关单元，若将发生故障的充电机所在的叶片作为故障叶片，则每个第一常开开关单元设置于所述故障叶片和正常叶片之间的扩展单元上；充电控制器，所述充电控制器用于确认发生故障的充电机所在的故障叶片，并控制所述故障叶片和所述正常叶片之间的第一常开开关单元闭合，以使所述正常叶片的充电机对所述故障叶片的后备电源进行充电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电控制器还用于，控制所述故障叶片和与所述故障叶片顺时针或者逆时针的方向相邻的正常叶片之间的第一常开开关单元闭合。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关模块还包括多个第一常闭开关单元，每个第一常闭开关单元设置于对应充电主路和扩展单元之间的节点和对应后备电源之间的线路上；所述充电控制器，还用于在控制所述故障叶片和所述正常叶片之间的第一常开开关单元闭合的同时，控制所述正常叶片的第一常闭开关单元断开。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述开关模块还包括多个第二常闭开关单元，每个第二常闭开关单元设置于对应充电主路和扩展单元之间的节点和对应充电机之间的线路上；所述充电控制器，还用于在控制所述故障叶片和所述正常叶片之间的第一常开开关单元闭合的同时，控制所述故障叶片的第二常闭开关单元断开。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于，获取所述正常叶片的充电机对所述故障叶片的后备电源持续充电的第一时长；若所述第一时长达到预定时长，则控制所述故障叶片和所述正常叶片之间的第一常开开关单元断开，以使所述正常叶片的充电机恢复对所述正常叶片的后备电源的充电；获取所述正常叶片的充电机对所述正常叶片的后备电源持续充电的第二时长；直到所述第二时长达到所述预定时长，控制所述故障叶片和所述正常叶片之间的第一常开开关单元重新闭合，以使所述正常叶片的充电机恢复对所述故障叶片的后备电源的充电。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电控制器还用于，检测风力发电机组运行中所有叶片的后备电源的充电电压；判断是否存在任意一支叶片的后备电源的充电电压低于预设电压；若存在任意一支叶片的后备电源的充电电压低于所述预设电压，则向所述风力发电机组的主控控制器发出表示所述风力发电机组发生充电故障的报警信息。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一常开开关单元为交流接触器或者直流接触器，所述交流接触器或者直流接触器的常开触点设置于所述故障叶片和所述正常叶片之间的扩展单元上。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每支叶片的充电主路包括正极充电主路和负极充电主路，所述正极充电主路分别与所述充电机的正极和所述后备电源的正极连接，所述负极充电主路分别与所述后备电源的负极连接；每个扩展单元包括正极扩展支路和负极扩展支路，每条正极扩展支路连接两支叶片的正极充电主路，每条负极扩展支路连接两支叶片的负极充电主路；每个第一常开开关单元包括第一正极常开开关子单元和第一负极常开开关子单元，所述第一正极常开开关单元设置于所述故障叶片和所述正常叶片之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马磊，
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