CN110094292A - 潮流能发电机组多级安全保护***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种潮流能发电机组多级安全保护***及方法。所述***包括：多级安全链路，包括不同优先级级别的安全链路，用于采集***中不同级别的安全事件；安全保护模块，与所述多级安全链路连接，通过与所述多级安全链路的连接获取所述安全事件，根据所述优先级级别对获取到的所述安全事件进行逻辑运算，从而针对不同级别的安全事件触发相应的故障处理。本发明实施例提供的潮流能发电机组多级安全保护***及方法解决了潮流能环境特性相关的保护不完善，保护方式存在很大安全隐患，会造成潮流能发电机组损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及海洋能发电技术领域，特别是涉及一种潮流能发电机组多级安全保护***及方法。
背景技术
目前，潮流能发电是海洋能利用的一种形式，潮流能发电机组是将潮流能转化为电能的发电装置。潮流能发的电机组长期工作于海洋环境，受海水、波浪的影响，具有陆上型发电机组不同的安全要求。防腐和密封问题严重影响潮流能发电机组运行安全，另外，因为潮流具有双向周期性波动的特点，要求潮流能发电机组变桨***可靠动作，避免发电机反转。
潮流能发电机组是一种新式发电设备，机组的安全保护***设计并没有成熟的参考方案，主要参考一般发电机保护***设计，尚未发现有潮流能机组安全保护相关的专利技术。参考风电机组设计的潮流能发电机组安全***中，与潮流能环境特性相关的保护并不完善，保护方式存在很大安全隐患，可能造成潮流能发电机组的损坏，造成运行和维护成本的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种潮流能发电机组多级安全保护***及方法，解决了潮流能环境特性相关的保护不完善，保护方式存在很大安全隐患，会造成潮流能发电机组损坏的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种潮流能发电机组多级安全保护***，所述***包括：多级安全链路，包括不同优先级级别的安全链路，用于采集***中不同级别的安全事件；安全保护模块，与所述多级安全链路连接，通过与所述多级安全链路的连接获取所述安全事件，根据所述优先级级别对获取到的所述安全事件进行逻辑运算，从而针对不同级别的安全事件触发相应的故障处理。
在一些实施方式中，多级安全链路包括：人员级别安全链路、变流器级别安全链路、机组级别安全链路，以及环境级别安全链路；人员级别安全链路对应于人员级别安全事件的故障处理，变流器级别安全链路对应于变流器级别安全事件的故障处理，机组级别安全链路对应于机组级别安全事件的故障处理，环境级别安全链路对应于环境级别安全事件的故障处理。
在一些实施方式中，人员级别安全事件的优先级高于变流器级别安全事件，变流器级别安全事件的优先级高于机组级别安全事件，机组级别安全事件的优先级高于环境级别安全事件。
在一些实施方式中，人员级别安全事件的故障处理的触发条件包括：人工控制和/或人工复位操作。
在一些实施方式中，变流器级别安全事件的故障处理的触发条件包括：潮流能机组变流器过流和/或变流器直流母线电压越限。
在一些实施方式中，机组级别安全事件的故障处理的触发条件包括：发电机反转、机组超速、发电机组振动和/或机组过功率。
在一些实施方式中，环境级别安全事件的故障处理的触发条件包括：潮流能机组水密状态监测、生物附着监测、湿度监测和/或腐蚀监测。
在一些实施方式中，安全链路与主控******独立，安全保护模块保护动作后若无人工干预机组不能再度启动。
在一些实施方式中，预留发电机组主控***复位安全***的接口，用于复位每个安全链均配备冗余继电器，单一器件失效安全链仍能进行保护，安全链路按保护需求分类。
此外，本发明还提供了一种潮流能发电机组多级安全保护方法，所述方法包括：采集***中不同级别的安全事件；获取所述安全事件，根据所述优先级级别对获取到的所述安全事件进行逻辑运算，从而针对不同级别的安全事件触发相应的故障处理。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
解决了潮流能环境特性相关的保护不完善，保护方式存在很大安全隐患，会造成潮流能发电机组损坏的问题。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例提供的潮流能发电机组多级安全保护***的结构图；
图2是本发明实施例提供的潮流能发电机组多级安全保护方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的潮流能发电机组多级安全保护***的***结构。参见图1，潮流能发电机组多级安全保护***包括：多级安全链路，以及与上述多级安全链路连接的安全保护模块。
所述安全链路包括人员安全链路、变流器链路、机组安全链路和环境安全链路。
所述的人员安全链路包括：平台急停装置、复位开关等。其中平台急停装置、安全链继电器触点和复位开关分别串联接入安全保护模块。
所述的变流器安全链路：变流器的工作状态经过安全节点接入安全保护模快，工作状态包括：变流器过流、变流器直流母线电压越限等。
所述的机组安全链路：转速保护开关、振动保护开关、功率保护开关和变流器保护开关，分别接入安全保护模快。
所述的环境安全链路：将环境监测的状态接入安全保护模块，包括潮流能机组水下状态监测、潮流环境监测传感器。
所述安全保护模块：安全保护模块是具有编程功能的安全保护装置，完成安全链输入量与输出量的逻辑计算。
所述安全链路包括人员级安全链路、变流器级链路、机组级安全链路和环境级别安全链路。
所述的人员安全链路：平台急停按钮接入安全保护模块的输入端口，正常时为高电平，异常时为低电平。
所述的变流器安全链路：变流器的工作状态经过线路接入安全保护模快的输入端口，所有状态被配置为，处于正常状态时输出高电平，异常时输出低电平。
所述的机组安全链路：转速保护开关、振动保护开关、功率保护开关和短路保护开关经过开关模块分别接入对应的安全保护模快的输入端口。各个开关模块的输入端与上述机组安全链路的保护开关分别连接，开关模块的输出端本别与潮流能发电机组的安全链模块连接，所有状态被配置为，处于正常状态时输出高电平，异常时输出低电平。
所述的环境安全链路：潮流能机组水密状态监测、生物附着监测、湿度监测和腐蚀监测传感器的数据经过线路接入安全保护模块的输入端口，所有状态被配置为，处于正常状态时输出高电平，异常时输出低电平。
所述的安全保护模块：上述人员级安全链路、变流器安全链路和机组安全链路的输出信号接入安全保护模块的输入端，经过安全保护模块的逻辑计算后，经过安全保护模块的输出端。
本发明提供了一种潮流能机组分级安全控制算法，如图2。安全控制算法包括：人员级别、变流器级别和机组级别的故障触发逻辑；人员级别、变流器级别、机组级别和环境级别的优先级分配策略。
机组级别故障触发逻辑：机组级别故障的触发条件包括发电机反转、机组超速、发电机组振动、功率保护和短路保护情况。
变流器级别故障触发逻辑：变流器的工作状态经过安全节点接入安全控制模快，工作状态包括：变流器过流、变流器直流母线电压越限等。
人员级别触发逻辑：人员级别触发条件包括安全控制逻辑及人工复位操作。
环境级别触发逻辑：包括机舱湿度越限、水密保护逻辑等。
多级安全保护算法：安全链的保护按严重程度需求分级，保障机组能对报警做出最稳妥的响应，进行分级、自锁和冗余处理，全面提升安全链的可靠性。
安全控制算法包括：人员级别、变流器级别、机组级别和环境级别的故障触发逻辑；人员级别、变流器级别、机组级别和环境级别的优先级分配策略。
人员级别触发逻辑：人员级别触发条件包括人工控制及人工复位操作。上述条件串联后触发人员级别故障。
变流器级别触发逻辑：变流器级别故障的触发条件包括潮流能机组变流器过流、变流器直流母线电压越限等条件。上述条件串联后触发变流器级别故障。
机组级别触发逻辑：机组级别故障的触发条件包括发电机反转、机组超速、发电机组振动、机组过功率等条件。上述条件串联后触发机组级别故障。
例如：通过传感器获取发电机旋转方向信息，若旋转方向正确，则向安全保护模块输出高电平，若旋转方向错误，则向安全保护模块输出低电平，触发机组级别安全链故障。
环境级别触发逻辑：潮流能机组水密状态监测、生物附着监测、湿度监测和腐蚀监测等条件。上述条件串联后触发机组级别故障。所有状态被配置为，处于正常状态时输出高电平，异常时输出低电平。
例如：通过传感器获取机组透水积水情况，若水密封完好，则向安全保护模块输出高电平，若水密封损坏，则向安全保护模块输出低电平，触发变流器级别安全链故障，同时触发机组级别故障。
多级安全保护算法：对人员级别链路、变流器安全链路、机组级别安全链路和环境级别进行分级、自锁和冗余处理，全面提升安全链的可靠性。高级别安全等级可触发低级别安全等级的故障，按高级别至低级别顺序排序，依次为：人员级别故障，变流器级别故障、机组级别故障和环境级别故障。安全链与主控******独立，安全***保护动作后若无人工干预机组不能再度启动；预留发电机组主控***复位安全***的接口，用于复位每个安全链均配备冗余继电器，单一器件失效安全链仍能进行保护。
安全链与主控******独立，安全***保护动作后若无人工干预机组不能再度启动；预留发电机组主控***复位安全***的接口，用于复位安全***；每个安全链均配备冗余继电器，单一器件失效后安全链仍能进行保护，安全链按保护需求分类，更具针对性和实效性。
本发明技术方案的有益效果在于：
1、本发明提供了潮流能发电机组安全保护***，保障潮流能发电机组在海洋环境下的机组安全和人员安全。
2、本发明的潮流能发电机组安全保护***能够根据发电机组及环境的状态控制潮流能发电机组的运行方式，从而提高潮流能发电机组的安全可靠性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，包括：
多级安全链路，包括不同优先级级别的安全链路，用于采集***中不同级别的安全事件；
安全保护模块，与所述多级安全链路连接，通过与所述多级安全链路的连接获取所述安全事件，根据所述优先级级别对获取到的所述安全事件进行逻辑运算，从而针对不同级别的安全事件触发相应的故障处理。
2.根据权利要求1所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，多级安全链路包括：人员级别安全链路、变流器级别安全链路、机组级别安全链路，以及环境级别安全链路；人员级别安全链路对应于人员级别安全事件的故障处理，变流器级别安全链路对应于变流器级别安全事件的故障处理，机组级别安全链路对应于机组级别安全事件的故障处理，环境级别安全链路对应于环境级别安全事件的故障处理。
3.根据权利要求2所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，人员级别安全事件的优先级高于变流器级别安全事件，变流器级别安全事件的优先级高于机组级别安全事件，机组级别安全事件的优先级高于环境级别安全事件。
4.根据权利要求2所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，人员级别安全事件的故障处理的触发条件包括：人工控制和/或人工复位操作。
5.根据权利要求2所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，变流器级别安全事件的故障处理的触发条件包括：潮流能机组变流器过流和/或变流器直流母线电压越限。
6.根据权利要求2所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，机组级别安全事件的故障处理的触发条件包括：发电机反转、机组超速、发电机组振动和/或机组过功率。
7.根据权利要求2所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，环境级别安全事件的故障处理的触发条件包括：潮流能机组水密状态监测、生物附着监测、湿度监测和/或腐蚀监测。
8.根据权利要求1所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，安全链路与主控******独立，安全保护模块保护动作后若无人工干预机组不能再度启动。
9.根据权利要求1所述的潮流能发电机组多级安全保护***，其特征在于，预留发电机组主控***复位安全***的接口，用于复位每个安全链均配备冗余继电器，单一器件失效安全链仍能进行保护，安全链路按保护需求分类。
10.一种潮流能发电机组多级安全保护方法，其特征在于，包括：
采集***中不同级别的安全事件；
获取所述安全事件，根据所述优先级级别对获取到的所述安全事件进行逻辑运算，从而针对不同级别的安全事件触发相应的故障处理。
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