CN102235304A - 一种小风电控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小风电控制装置,属于风电并网发电技术领域。技术方案是包括***控制器、风能控制器、偏航***、大风保护***、过流保护***,***控制器通过本地界面和远程界面进行数据命令交换,风机控制器采集风机的风速、风向、机舱方向、电压和电流信号送入***控制器,***控制器针对采集到的数据对风机组各个环节进行控制,通过偏航***进行偏航操作,通过大风保护***、过流保护***进行保护。本发明具有如下功能:故障处理;偏航功能;解缆功能;大风保护;电机过载保护;便于推广应用,节能环保,降低成本。
Description
技术领域:
本发明涉及一种小风电控制装置,属于风电并网发电技术领域。
背景技术:
发明内容:
本发明目的是提供一种小风电控制装置,便于推广应用,节能环保,降低成本,解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是:一种小风电控制装置,包括***控制器、风能控制器、偏航***、大风保护***、过流保护***,***控制器通过本地界面和远程界面进行数据命令交换,风机控制器采集风机的风速、风向、机舱方向、电压和电流信号送入***控制器,***控制器针对采集到的数据对风机组各个环节进行控制,通过偏航***进行偏航操作,通过大风保护***、过流保护***进行保护。
本发明的***控制器是ATmega128单片机,具有价格低、扩展口多、双串口等特点,还具有EEPROM可存储控制参数。
所说的风机控制器时时采集风机的风速、风向、机舱方向、电压和电流信号,经过计算处理通过通讯单元,RS485通讯传输给***控制器ATmega128中。***控制器针对采集到的数据对风机组各个环节进行控制。
本发明在风速稳定地不低于3m/s时进行偏航操作,在风速小于8m/s、机舱方向角大于3000°或小于600°时进行解缆操作,风速超过10m/s时或电流过流时进行保护。
本发明通过RS232与液晶屏通讯,显示相关信息;通过远程通讯时时监控风机运行状态。其中机舱方向采集使用高精度电位器,通过计算得到电位器的电阻值,来确定机舱的现在方位,同时判断是否缴缆。
大风保护***,在风速超过定值(如10m/s)时,使风机和风向偏差90°,防止桨叶转速过快,从而保护发电机。
过流保护***,在交流电流大于电机满功率电流时,使风机和风向偏差一定角度,在满足满功率发电的情况下,防止桨叶转速过快,从而保护发电机。
本发明具有故障处理功能,故障的诊断一是根据机组电气部分测量值的大小,二是根据安装在风机各主要部件的传感器反馈的开关信号;在检测完各种故障进行综合处理;待机故障消除后持续30min内都没有故障,清除***当前的故障状态为自动运行状态,否则保持原来的状态不变。
本发明具有解缆功能,解缆动作的执行机构也是偏航电机,解缆动作的条件是:(1)发生了过缠绕故障,或在风速不超过一定值(如10m/s)时发生了缠绕故障;(2)缠绕故障是根据机舱方向角作为判定依据。如在风速小于8m/s,机舱方向角大于3000°或小于600°时;由于处于过缠绕时,如再缠绕下去就会造成重大事故,所以一旦检测到过缠绕故障,主控制器报故障,接下来的偏航动作被禁止,从而防止了电缆进一步缠绕。
本发明的有益效果是:本发明具有如下功能:故障处理;偏航功能;解缆功能;大风保护;电机过载保护;便于推广应用,节能环保,降低成本。
附图说明:
图1为本发明结构示意图;
图2为主程序流程图;
图3为偏航流程图。
具体实施方式:
以下结合附图,通过实施例对本发明作进一步说明。
在实施例中,一种小风电控制装置,包括***控制器、风能控制器、偏航***、大风保护***、过流保护***,***控制器通过本地界面和远程界面进行数据命令交换,风机控制器采集风机的风速、风向、机舱方向、电压和电流信号送入***控制器,***控制器针对采集到的数据对风机组各个环节进行控制,通过偏航***进行偏航操作,通过大风保护***、过流保护***进行保护。
***控制器对风力发电机组的运动过程进行控制。上电后,***控制器的软件运行可以分为以下几个阶段:
(1)初始化:***控制器首先初始化内部的各芯片,确保主芯片的正常工作。而后,将机组置于待机状态,同时加载主运行参数及***保护限值,运行各个测量单元和传感器,丢弃测量单元刚开始工作时的错误数据,几秒钟后,各测量单元即可以实现准确测量。
(2)自检:***控制器将机组置于待机状态,运行各个测量单元及故障检测单元,如果测得故障,则进行故障保护,待故障消除后,可以进入下一阶段的运行。
(3)正式运行:***控制器在自检结束确认没有故障后,将机组置于自动运行状态,然后循环运行各个测量单元、故障检测单元、保护动作的综合决定子程序、各种动作机构(包括偏航机构、刹车机构、解缆机构)的控制命令发出子程序,从而实现对机组的控制。
1、故障处理:故障的诊断一是根据机组电气部分测量值的大小,二是根据安装在风机各主要部件的传感器反馈的开关信号。在检测完各种故障进行综合处理。待机故障消除后持续30min内都没有故障,清除***当前的故障状态为自动运行状态,否则保持原来的状态不变。
2、偏航功能:偏航功能的执行机构是偏航电机,偏航电机的动作命令由***控制器发出。(1)风速稳定地不低于一定值(如3m/s),风速太低的时候,即使风力机处于正对的迎风方向,风力机也不可能并网发电的,这个时候偏航不但没有意义,而且会因为偏航电机的动作而消耗电网的电力。(2)未处于解缆的过程中,由于缠绕故障危害巨大,所以解缆比偏航更重要;另外,解缆的时候,机舱是要转过至少10分钟,所以这过程中肯定会出现风向不对正的信号,而这时候***正处于停机故障状态根本没有并网发电,偏航也没必要。
3、解缆功能:解缆动作的执行机构也是偏航电机,解缆动作的条件是:(1)发生了过缠绕故障,或在风速不超过一定值(如10m/s)时发生了缠绕故障。(2)缠绕故障是根据机舱方向角作为判定依据。如在风速小于8m/s,机舱方向角大于3000°或小于600°时。由于处于过缠绕时,如再缠绕下去就会造成重大事故。所以一旦检测到过缠绕故障,主控制器报故障,接下来的偏航动作被禁止,从而防止了电缆进一步缠绕。
4、大风保护功能:大风保护动作的条件是:在风速超过定值(如10m/s)时,使风机和风向偏差90°,防止桨叶转速过快,从而保护发电机。
5、电机过载保护功能:电机过载保护动作的条件是:在交流电流大于电机满功率电流时,使风机和风向偏差一定角度,在满足满功率发电的情况下,防止桨叶转速过快,从而保护发电机。
Claims (6)
1.一种小风电控制装置,其特征在于包括***控制器、风能控制器、偏航***、大风保护***、过流保护***,***控制器通过本地界面和远程界面进行数据命令交换,风机控制器采集风机的风速、风向、机舱方向、电压和电流信号送入***控制器,***控制器针对采集到的数据对风机组各个环节进行控制,通过偏航***进行偏航操作,通过大风保护***、过流保护***进行保护。
2.根据权利要求1所述之小风电控制装置,其特征在于***控制器是ATmega128单片机。
3.根据权利要求1或2所述之小风电控制装置,其特征在于所说的风机控制器时时采集风机的风速、风向、机舱方向、电压和电流信号,经过计算处理通过通讯单元,RS485通讯传输给***控制器ATmega128中,***控制器针对采集到的数据对风机组各个环节进行控制。
4.根据权利要求1或2所述之小风电控制装置,其特征在于本发明在风速稳定地不低于3m/s时进行偏航操作,在风速小于8m/s、机舱方向角大于3000°或小于600°时进行解缆操作,风速超过10m/s时或电流过流时进行保护。
5.根据权利要求1或3所述之小风电控制装置,其特征在于大风保护***,在风速超过定值时,使风机和风向偏差90°,防止桨叶转速过快,从而保护发电机。
6.根据权利要求1或3所述之小风电控制装置,其特征在于过流保护***,在交流电流大于电机满功率电流时,使风机和风向偏差一定角度,在满足满功率发电的情况下,防止桨叶转速过快,从而保护发电机。
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