防飞车控制方法和装置、风力发电机组制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种风力发电机组防飞车控制方法和装置、风力发电机组。该方法包括：确认风力发电机组的刹车系统是否已失效；若刹车系统已失效，则根据当前风向角计算初始侧风位置，使风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作；对侧风过程中采集的风向数据进行长周期滤波处理，得到平均风向角，及对风向数据进行短周期滤波处理，得到瞬时风向角；根据平均风向角和瞬时风向角，判断风向是否发生突变；若风向发生突变，则根据平均风向角计算更新的侧风位置，并使偏航系统根据更新的侧风位置执行侧风操作。采用本发明专利技术实施例中的技术方案，能够在风力发电机组的刹车系统整体失效后实现对风力发电机组的停机操作。

Control method and device for preventing runaway vehicle and wind generating set

The embodiment of the invention provides a control method and device for the anti-flying vehicle of a wind turbine and a wind turbine. The method includes: confirming whether the brake system of the wind turbine has failed; calculating the initial crosswind position according to the current wind direction angle if the brake system has failed; making the yaw system of the wind turbine perform crosswind operation according to the initial crosswind position; and filtering the wind direction data collected during the crosswind process at the long period. The mean wind direction angle is obtained and the instantaneous wind direction angle is obtained by short-period filtering of the wind direction data. The sudden change of wind direction is judged according to the mean wind direction angle and instantaneous wind direction angle. Perform crosswind operation. The technical scheme of the embodiment of the invention can realize the shutdown operation of the wind turbine after the brake system of the wind turbine fails as a whole.

【技术实现步骤摘要】
防飞车控制方法和装置、风力发电机组
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种防飞车控制方法和装置、风力发电机组。
技术介绍
为保护风力发电机组的安全运行，风力发电机组故障时需要利用刹车系统对风力发电机组进行紧急停机处理(即紧急刹车)。目前，刹车系统的刹车方案主要包括：气动刹车、机械刹车或者两者结合的刹车方案。其中，气动刹车方案应用于具有叶片变桨系统的机组，用于独立驱动每支叶片达到顺桨位置，使叶片捕获的风功率达到最小；机械刹车方案作用于叶轮传动机构，用于利用机械制动设备(比如，刹车盘)的高机械摩擦阻尼作用，强制叶轮完全制动。但是，考虑到设备可靠性和环境适应性等不确定因素，刹车系统依然存在整体失效的可能性。而刹车系统整体失效后，风力发电机组的转速就无法得到控制，最终发生飞车事故。风力发电机组的飞车事故容易造成刹车盘摩擦起火等事故，给风力发电机组带来严重破坏。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种防飞车控制方法和装置、风力发电机组，能够在风力发电机组的刹车系统整体失效后实现对风力发电机组的停机操作，避免飞车事故的发生。第一方面，本专利技术实施例提供一种风力发电机组防飞车控制方法，该方法包括：确认风力发电机组的刹车系统是否已失效；若刹车系统已失效，则根据当前风向角计算初始侧风位置，使风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作；对侧风过程中采集的风向数据进行长周期滤波处理，得到平均风向角，及对风向数据进行短周期滤波处理，得到瞬时风向角；根据平均风向角和瞬时风向角，判断风向是否发生突变；若风向发生突变，则根据平均风向角计算更新的侧风位置，并使偏航系统根据更新的侧风位置执行侧风操作。在第一方面的一种可能的实施方式中，根据平均风向角和瞬时风向角，判断风向是否发生突变，包括：计算平均风向角和瞬时风向角之间的差值；若差值大于预设阈值，则判断风向发生突变。在第一方面的一种可能的实施方式中，风力发电机组的机舱柜中设置有电缆，使风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作，包括：获取电缆的解缆方向；使偏航系统沿解缆方向将机舱方向侧风至初始侧风位置。在第一方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：获取当前侧风过程中电缆的扭缆角度；判断扭缆角度是否大于或等于预定允许扭缆角度且小于预定安全扭缆角度；若扭缆角度大于或等于预定允许扭缆角度且小于预定安全扭缆角度，则在当前侧风过程结束后，暂停执行下一次侧风操作，直到当前风向与机舱方向之间的夹角小于预定临界角度，使偏航系统沿电缆的解缆方向恢复执行下一次侧风操作。在第一方面的一种可能的实施方式中，确认风力发电机组的刹车系统是否已失效，包括：判断刹车系统接收到停机指令后，是否在第一预定时长内将至少两支叶片刹车到对应的预定位置；若刹车系统接收到停机指令后，未在第一预定时长内将至少两支叶片刹车到对应的预定位置，则确定刹车系统已失效；或者，判断刹车系统接收到停机指令后，是否在第二预定时长内使叶轮的转速下降至预定转速；若刹车系统接收到停机指令后，未在第二预定时长内使风力发电机组的转速下降至预定转速，则确定刹车系统已失效。在第一方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：若偏航系统在当前侧风过程中接收到与侧风操作无关的其它自动偏航指令，则使与侧风操作无关的其它偏航指令不使能，并控制偏航系统继续执行当前侧风操作；若偏航系统在当前侧风过程中接收到手动偏航指令，则结束当前侧风操作，并控制偏航系统根据手动偏航指令执行下一次侧风操作。第二方面，本专利技术实施例提供一种风力发电机组防飞车控制装置，该装置包括：确认模块，用于确认风力发电机组的刹车系统是否已失效；第一执行模块，用于若刹车系统已失效，则根据当前风向角计算初始侧风位置，使风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作；计算模块，用于对侧风过程中的采集风向数据进行长周期滤波处理，得到平均风向角，及对风向数据进行短周期滤波处理，得到瞬时风向角；第一判断模块，用于根据平均风向角和瞬时风向角，判断风向是否发生突变；第二执行模块，用于根据平均风向角计算更新的侧风位置，并使偏航系统根据更新的侧风位置执行侧风操作。在第二方面的一些实施例中，判断模块包括：计算单元，用于计算平均风向角和瞬时风向角之间的差值；判断单元，用于若差值大于预设阈值，则判断风向发生突变。在第二方面的一种可能的实施方式中，风力发电机组的机舱柜中设置有电缆，第一执行模块包括：获取单元，用于获取电缆的解缆方向；执行单元，用于使偏航系统沿解缆方向将机舱方向侧风至初始侧风位置。在第二方面的一种可能的实施方式中，该装置还包括：获取模块，用于获取当前侧风过程中电缆的扭缆角度；第二判断模块，用于判断扭缆角度是否大于或等于预定允许扭缆角度且小于预定安全扭缆角度；第三执行模块，用于若扭缆角度大于或等于预定允许扭缆角度且小于预定安全扭缆角度，则在当前侧风过程结束后，暂停执行下一次侧风操作，直到当前风向与机舱方向之间的夹角小于预定临界角度，使偏航系统沿电缆的解缆方向恢复执行下一次侧风操作。在第二方面的一种可能的实施方式中，装置集成设置在风力发电机组的主控制器中。第三方面，本专利技术实施例提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括如上所述的风力发电机组防飞车控制装置。根据本专利技术的实施例，为避免飞车事故的发生，可以先确认风力发电机组的刹车系统是否已失效，若刹车系统已失效，则根据当前风向角计算初始侧风位置，使风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行对叶轮的侧风操作。由于执行侧风操作后能够降低捕获到的风能，从而降低风力发电机组的转速，因此能够避免飞车事故的发生。此外，考虑到侧风过程中，风向是不断变化的，还可以对侧风过程中的采集风向数据进行长周期滤波处理，得到平均风向角，及对风向数据进行短周期滤波处理，得到瞬时风向角，然后根据平均风向角和瞬时风向角，判断风向是否发生突变，若风向发生突变，则根据平均风向角计算更新的侧风位置，并使偏航系统根据更新的侧风位置执行侧风操作，如此设置，能够使侧风操作与风向保持一致性，比如，能够在风向变化较大时，及时调整偏航系统的侧风操作，提高偏航系统的风向响应速率和环境适应性。另外，由于本专利技术实施例中的防飞车控制方法能够主动识别风力发电机组的刹车系统是否已失效，并能够根据识别结果自动切入侧风流程。因此，与人工触发偏航系统的侧风操作相比，一方面，具有时效性高和准确度高的优点，另一方面，能够避免对维护人员造成职业健康风险，尤其是能够替代人工进行夜间自动维护，保证长期侧风功能完备，从而防止因扭缆、风向缓慢变化和风向突变等因素造成的侧风失败。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1为本专利技术一实施例提供的风力发电机组防飞车控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的以机舱方向为参考0°的直角坐标系示意图；图3为本专利技术另一实施例提供的风力发电机组防飞车控制方法的流程示意图；图4为本专利技术又一实施例提供的风力发电机组防飞车控制方法的流程示意图图5为本专利技术实施例提供的风力发电机组防飞车控制装置的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组防飞车控制方法，其特征在于，包括：确认风力发电机组的刹车系统是否已失效；若所述刹车系统已失效，则根据当前风向角计算初始侧风位置，使所述风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作；对侧风过程中采集的风向数据进行长周期滤波处理，得到平均风向角，及对所述风向数据进行短周期滤波处理，得到瞬时风向角；根据所述平均风向角和所述瞬时风向角，判断风向是否发生突变；若风向发生突变，则根据所述平均风向角计算更新的侧风位置，并使所述偏航系统根据更新的侧风位置执行侧风操作。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组防飞车控制方法，其特征在于，包括：确认风力发电机组的刹车系统是否已失效；若所述刹车系统已失效，则根据当前风向角计算初始侧风位置，使所述风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作；对侧风过程中采集的风向数据进行长周期滤波处理，得到平均风向角，及对所述风向数据进行短周期滤波处理，得到瞬时风向角；根据所述平均风向角和所述瞬时风向角，判断风向是否发生突变；若风向发生突变，则根据所述平均风向角计算更新的侧风位置，并使所述偏航系统根据更新的侧风位置执行侧风操作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均风向角和所述瞬时风向角，判断风向是否发生突变，包括：计算所述平均风向角和所述瞬时风向角之间的差值；若所述差值大于预设阈值，则判断风向发生突变。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风力发电机组的机舱柜中设置有电缆，所述使所述风力发电机组的偏航系统根据初始侧风位置执行侧风操作，包括：获取所述电缆的解缆方向；使所述偏航系统沿所述解缆方向将机舱方向侧风至所述初始侧风位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取当前侧风过程中所述电缆的扭缆角度；判断所述扭缆角度是否大于或等于预定允许扭缆角度且小于预定安全扭缆角度；若所述扭缆角度大于或等于所述预定允许扭缆角度且小于所述预定安全扭缆角度，则在当前侧风过程结束后，暂停执行下一次侧风操作，直到当前风向与机舱方向之间的夹角小于预定临界角度，使所述偏航系统沿所述电缆的解缆方向恢复执行下一次侧风操作。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确认风力发电机组的刹车系统是否已失效，包括：判断所述刹车系统接收到停机指令后，是否在第一预定时长内将至少两支叶片刹车到对应的预定位置；若所述刹车系统接收到所述停机指令后，未在所述第一预定时长内将所述至少两支叶片刹车到对应的预定位置，则确定所述刹车系统已失效；或者，判断所述刹车系统接收到所述停机指令后，是否在第二预定时长内使风力发电机组的转速下降至预定转速；若所述刹车系统接收到所述停机指令后，未在所述第二预定时长内使所述叶轮的转速下降至所述预定转速，则确定所述刹车系统已失效。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长亮，
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