一种风力发电机组偏航启动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风力发电机组偏航启动控制方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、偏航电机速度追踪；S2、偏航电机启动状态判断；S3、机械弹跳消除；S4、齿隙消除；S5、降压启动；通过快速转矩跟踪和电机状态判断方法，使用变频器和电机正常启动；通过机械弹跳消除使电机在偏航前保持静止，消除抱闸应力；通过齿隙消除使全部小齿轮贴紧大齿轮，保证每个电机启动负载均衡；通过降压启动保持整个偏航系统阻尼稳定，减小机组振动和摩擦损失；本发明专利技术整体优化了偏航启动时机械工况，并使用变频启动方法，较大提升了风力发电机组在各种恶劣工况下的偏航能力。偏航能力。偏航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组偏航启动控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及风电机组偏航控制的
，尤其是指一种风力发电机组偏航启动控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前风电机组偏航驱动系统，使用变频器驱动电机偏航，相比传统的直接启动，软起动电机偏航，具有启动力矩大，启动电流冲击小等优点。但在恶劣风况和恶劣传动条件下，变频器稳定性不及传统的直接启动方法，存在启动失败，易故障，不能偏航对风等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种风力发电机组偏航启动控制方法及系统，通过快速转矩跟踪和电机状态判断方法，使用变频器和电机正常启动；通过机械弹跳消除使电机在偏航前保持静止，消除抱闸应力；通过齿隙消除使全部小齿轮贴紧大齿轮，保证每个电机启动负载均衡；通过降压启动保持整个偏航系统阻尼稳定，减小机组振动和摩擦损失；整体优化了启动时机械工况，并使用变频启动方法，较大提升了风力发电机组在各种恶劣工况下的偏航能力。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：一种风力发电机组偏航启动控制方法，包括：
[0005]S1、对风力发电机组的偏航电机速度追踪，得到当前偏航电机的机械转速；
[0006]S2、根据当前偏航电机的机械转速与设定转速的偏差，判断偏航电机的启动状态；
[0007]S3、若判断偏航电机启动即偏航开始时，将变频器设置运行在开环矢量控制模式，使偏航电机和偏航小齿轮减速，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳；
[0008]S4、在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈，完成齿隙消除；
[0009]S5、在完成齿隙消除后，主控制器降低偏航液压制动压力，根据液压压力值动态调节电动转矩，直至液压降到预设的目标值时，使电动转矩恢复到预设的正常限定值。
[0010]进一步，在步骤S1中，具体执行以下操作：
[0011]通过三相电机电压和三相电机电流实时测量，并使用观测器，得到当前偏航电机的机械转速。
[0012]进一步，所述观测器为FFT观测器或滑模观测器。
[0013]进一步，在步骤S3中，具体执行以下操作：
[0014]偏航开始时，将变频器运行在开环矢量控制模式，提供速度和制动转矩使偏航电机和偏航小齿轮减速到静止，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳。
[0015]进一步，所述速度的范围为0
‑
5Hz，所述制动转矩的范围为50％
‑
300％额定转矩。
[0016]进一步，在步骤S4中，包括以下步骤：
[0017]S401、在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转
矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈；
[0018]S402、当变频器的反馈力矩达到给定力矩，使变频器的实际速度小于5Hz，则判断齿隙消除完成；若当前消隙时间超过预设的消隙时间，则判断退出齿隙消除。
[0019]进一步，所述给定转速的范围为0
‑
额定转速，所述电动转矩的范围为0
‑
30％额定转矩，所述制动转矩限制的范围为50％
‑
300％额定转矩。
[0020]本专利技术所提供的一种风力发电机组偏航启动控制系统，包括：
[0021]偏航电机速度追踪模块，用于对风力发电机组的偏航电机速度追踪，得到当前偏航电机的机械转速；
[0022]电机状态判断模块，用于根据当前偏航电机的机械转速与设定转速的偏差，判断偏航电机的电动状态和发电状态；
[0023]机械弹跳消除模块，用于将变频器设置运行在开环矢量控制模式，使偏航电机和偏航小齿轮减速，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳；
[0024]齿隙消除模块，用于使变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈，完成齿隙消除；
[0025]降压启动模块，用于使主控器降低偏航液压制动压力，根据液压压力值动态调节电动转矩，直至液压降到预设的目标值时，使电动转矩恢复到预设的正常限定值。
[0026]进一步，所述机械弹跳消除模块，具体执行以下操作：
[0027]偏航开始时，将变频器运行在开环矢量控制模式，提供速度和制动转矩使偏航电机和偏航小齿轮减速到静止，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳。
[0028]进一步，所述齿隙消除模块，具体执行以下操作：
[0029]在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈；
[0030]当变频器的反馈力矩达到给定力矩，使变频器的实际速度小于5Hz，则判断齿隙消除完成；若当前消隙时间超过预设的消隙时间，则判断退出齿隙消除。
[0031]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0032]本专利技术能够消除偏航电机抱闸应力，每个电机启动负载均衡，增强偏航变频器启动能力，较大提升偏航成功率；偏航启动和运行时机组振动减小，偏航机械应力减小，减小摩擦损失；同时使偏航电机输出转矩可控。
附图说明
[0033]图1为风电机组偏航启动控制方法的流程框图。
[0034]图2为风电机组偏航启动的时序图。
[0035]图3为风电机组偏航系统的结构框图。
[0036]图4为风电机组偏航启动控制系统的结构框图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0038]参见图1所示，为本实施例所提供的风力发电机组偏航启动控制方法，包括：
[0039]S1、对风力发电机组的偏航电机速度追踪，得到当前偏航电机的机械转速；其中，
通过三相电机电压和三相电机电流实时测量，并使用观测器，得到当前偏航电机的机械转速，所述观测器为FFT观测器或滑模观测器；
[0040]S2、根据当前偏航电机的机械转速与设定转速的偏差，判断偏航电机的启动状态；
[0041]S3、若判断偏航电机启动即偏航开始时，将变频器设置运行在开环矢量控制模式，使偏航电机和偏航小齿轮减速，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳；其中，偏航开始时，将变频器运行在开环矢量控制模式，提供速度和制动转矩使偏航电机和偏航小齿轮减速到静止，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳；所述速度的范围为0
‑
5Hz，所述制动转矩的范围为50％
‑
300％额定转矩；
[0042]S4、在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈，完成齿隙消除，包括以下步骤：
[0043]S401、在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈；所述给定转速的范围为0
‑
额定转速，所述电动转矩的范围为0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组偏航启动控制方法，其特征在于，包括：S1、对风力发电机组的偏航电机速度追踪，得到当前偏航电机的机械转速；S2、根据当前偏航电机的机械转速与设定转速的偏差，判断偏航电机的启动状态；S3、若判断偏航电机启动即偏航开始时，将变频器设置运行在开环矢量控制模式，使偏航电机和偏航小齿轮减速，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳；S4、在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈，完成齿隙消除；S5、在完成齿隙消除后，主控制器降低偏航液压制动压力，根据液压压力值动态调节电动转矩，直至液压降到预设的目标值时，使电动转矩恢复到预设的正常限定值。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航启动控制方法，其特征在于，在步骤S1中，具体执行以下操作：通过三相电机电压和三相电机电流实时测量，并使用观测器，得到当前偏航电机的机械转速。3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组偏航启动控制方法，其特征在于：所述观测器为FFT观测器或滑模观测器。4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航启动控制方法，其特征在于，在步骤S3中，具体执行以下操作：偏航开始时，将变频器运行在开环矢量控制模式，提供速度和制动转矩使偏航电机和偏航小齿轮减速到静止，从而消除偏航小齿轮的机械弹跳。5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组偏航启动控制方法，其特征在于：所述速度的范围为0
‑
5Hz，所述制动转矩的范围为50％
‑
300％额定转矩。6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组偏航启动控制方法，其特征在于，在步骤S4中，包括以下步骤：S401、在消除偏航小齿轮的机械弹跳后，变频器输出给定转速、电动转矩和制动转矩限制到偏航电机中，控制偏航电机贴近偏航齿圈；S402、当变频器的反馈力矩达到给定力矩，使变频器的实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪晶，魏凯，陈刚毅，陈明达，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：