CN113048009B - 风力发电机组的变桨控制方法、装置及*** - Google Patents

风力发电机组的变桨控制方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

公开了一种风力发电机组的变桨控制方法和变桨控制装置，所述方法包括：获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度；根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障；如果所述主传感器故障，根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为所述冗余时长内变桨控制的位移参考值；根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号；其中，所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制。

Description

风力发电机组的变桨控制方法、装置及***
技术领域
本申请总体涉及风力发电技术领域，更具体地涉及一种风力发电机组的变桨控制方法、装置及***。
背景技术
能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是社会发展的驱动力。然而，作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生的能源的储量日趋减少，世界各个国家都在发展风力发电技术，风力发电已经形成了成熟的规模。
风力发电机组是将风能转换成电能的设备。目前变桨方案主要有以下两种方案：1)利用可调速的电动机通过齿轮或齿形带驱动叶片的电动方案：2)由电磁阀控制液压缸直接作用于变桨轴承的液压变桨方案。目前，在海上大兆瓦机组上广泛应用的液压变桨***由位于机舱的液压站、位于轮毂的执行机构和用于连接的旋转接头和管路等部分组成。如图1所示，海上大兆瓦机组通常采用两个油缸驱动一个叶片，每个油缸分别通过安装在油缸内部的传感器反馈变桨位移信号。控制***选择两个位移信号中的一个作为实际油缸位移的反馈，当一个传感器的位移反馈超出量程时触发停机，再切换到另外一个传感器作为实际位移反馈。
油缸位移传感的检测是基于磁致伸缩原理，通过脉冲信号在波导管上传输和在磁铁处反射所经历的时间来判断位移和速度。在变桨控制***中会采集每个叶片两个油缸的位移反馈，指定其中一个传感器的反馈作为实际位置反馈，另一个传感器的反馈作为备用。由于风力发电机组复杂的运行环境，电磁干扰、振动等干扰因素都有可能导致对反射信号的误判或丢失，从而造成位移反馈的突变，尤其是当此类位移突变在传感器量程之内时无法通过传感器本身的判断机制来辨别位移信号的准确性，当错误的位置作为实际位移被反馈到控制***中时会触发变桨角度和速度相关的停机。此外，电动变桨方案也存在上述类似问题。因此，需要一种能够准确判别传感器量程范围内的异常位移反馈信号的风力发电机组的变桨的变桨控制方法和变桨控制装置。
发明内容
本公开的各方面将至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供以下所述优点。因此，本发明的目的在于提供一种风力发电机组的变桨控制方法和变桨控制装置，使得能够对传感器量程范围内异常位移反馈信号进行准确判别，同时能够在变桨过程中无扰动切换主从传感器的反馈信号作为实际位移反馈实现容错控制，提高***可利用率。
本发明的一方面在于提供一种风力发电机组的变桨控制方法，所述方法包括：获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度；根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障；如果所述主传感器故障，根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为变桨控制的位移参考值；根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号；其中，所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制。
可选地，根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障，包括：判断所述位置信号是否超出所述主传感器的量程；如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；如果所述运动速度超出所述变桨执行机构的量程，判定所述主传感器故障。
可选地，根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，包括：根据前一个或者多个周期的位置增长率，在所述主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，计算冗余时长内各周期的位置估计值。
可选地，根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号，包括：判断冗余时长后所述主传感器测得的位置信号是否超出所述主传感器的量程；如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断冗余时长后所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；如果所述冗余时长后的运动速度未超出所述变桨执行机构的量程，将所述主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值；如果冗余时长后的运动速度超出所述变桨执行机构的量程，将所述从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
可选地，如果冗余时长后的运动速度未超出所述变桨执行机构的量程，所述方法还包括：根据所述从传感器反馈的位置信号及执行机构的运动速度，判断所述从传感器是否故障；如果所述从传感器无故障，将所从主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
可选地，所述主传感器及从传感器为磁致伸缩位置传感器，所述变桨执行机构为液压缸；其中，获取变桨执行机构的运动速度包括：根据液压油缸的比例阀的开度、比例阀前后压力差及油缸活塞截面积折算出所述液压油缸的运动速度。
可选地，所述主传感器及从传感器为光电编码器，所述变桨执行机构为直流电机，所述变桨执行机构的运动速度为所述直流电机的转速。
可选地，所述主传感器及从传感器为旋转编码器，所述变桨执行机构为交流电机，所述变桨执行机构的运动速度为所述交流电机的转速。
本公开的另一方面在于提供一种风力发电机组的变桨控制装置，所述装置包括：数据获取单元，用于获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度；判断单元，用于根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障；估计值计算单元，当所述主传感器故障时，用于根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为变桨控制的位移参考值；确定单元，用于根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号；其中，所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制。
可选地，所述判断单元具体用于：判断所述位置信号是否超出所述主传感器的量程；如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；如果所述运动速度超出所述变桨执行机构的量程，判定所述主传感器故障。
可选地，所述估计值计算单元具体用于：根据前一个或者多个周期的位置增长率，在所述主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，计算冗余时长内各周期的位置估计值。
可选地，所述确定单元具体用于：判断冗余时长后所述主传感器测得的位置信号是否超出所述主传感器的量程；如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断冗余时长后所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；
如果所述冗余时长后的运动速度未超出所述变桨执行机构的量程，将所述主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值；如果冗余时长后的运动速度超出所述变桨执行机构的量程，将所述从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
本公开的另一方面在于提供一种风力发电机组的变桨控制***，所述***包括：主传感器、从传感器、变桨执行机构及控制器；所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制，其中，所述从传感器为变桨控制***的备用传感器；所述控制器用于获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度，并根据所述位置信号及变桨执行机构的运动速度判断所述主传感器是否故障；如果所述主传感器故障，所述控制器根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为变桨控制的位移参考值，根据所述位移参考值输出变桨控制信号；根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号；所述变桨执行机构用于根据所述控制器输出的变桨控制信号执行变桨。
本公开的另一方面在于提供一种风力发电机组的变桨控制器，其特征在于，包括：处理器；存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如上所述的风力发电机组的变桨控制方法。
本公开的另一方面在于提供一种存储有计算机程序的可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的变桨控制方法。
利用本发明实施例，可以对传感器量程内的异常位置信号进行判别，并可实现运动过程中无扰动切换两个油缸传感器的反馈信号作为实际位移反馈，实现容错控制，提高了变桨***的可利用率。
附图说明
从以下结合附图进行的描述中，本公开的特定实施例的以上和其他方面、特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是现有技术中的双缸驱动液压变桨***的原理图；
图2是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法的流程图；
图3是示出根据本公开的实施例的判断所述主传感器是否故障的过程的流程图；
图4A和图4B示出了根据本公开的实施例的判断是否将主传感器切换为从传感器的过程的流程图；
图5是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制装置的框图；图6示出了根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制***的框图。
具体实施方式
现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的元素。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。
图1是现有技术中的双缸驱动液压变桨***的原理图。参照图1，两个液压驱动器的尺寸相同，安装位置对称，两个液压驱动器共同驱动变桨机构进行变桨。
作为示例，可利用磁致伸缩位移传感器测量液压驱动器产生的针对风力发电机组的叶片的驱动位移，也就是说，可利用磁致伸缩传感器来指示风力发电机组叶片的位置。
磁致伸缩传感器通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置，测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成。测量时，由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。
磁致伸缩位移传感器能够在有效量程之内测量位移，并对超出有效量程之外的位置信号进行分辨，当磁致伸缩传感器测量的位置信号超过磁致伸缩传感器的量程时，通过磁致伸缩传感器的故障标志位予以反馈和提示。但如果传感器测量的位置信号对应的位移在正常测量范围内且该位置信号为异常信号时，由于无法将该位置信号判断为异常位置信号，则无法通过故障位进行指示。
利用传感器反馈用于指示叶片位置的信号(以下简称“位置信号”)，当该传感器测量的位置信号超过该传感器的量程时，判断出该传感器故障，并将该传感器转换为备用传感器，以利用备用传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
然而，对于磁致伸缩位移传感器，由于风力发电机组复杂的运行环境，诸如电磁干扰、振动等的干扰因素都有可能导致对反射信号的误判或丢失，从而造成磁致伸缩位移传感器反馈的位移信号的突变，也就是说磁致伸缩传感器测量的位置信号并不能反应液压驱动器产生的实际驱动位移。在这种情况下，虽然传感器测量的位置信号超过了传感器的量程，但实际上传感器并不存在故障，此时切换传感器是没有必要的。此外，当传感器测量的异常位置信号未超过传感器的量程时，将不会判断传感器故障，因此，也不会切换传感器。如果传感器测量的位置信号未超量程，但传感器反馈的位置信号实际上是不正确的，由于未切换传感器，仍然基于当前的传感器反馈的实时位置信号执行变桨显然是不合适的，这样可能会触发与变桨角度和速度相关的停机。
同样地，在电动变桨方案中，也存在上述类似问题。
图2示出了根据本发明实施例的风力发电机组的变桨控制方法的流程图。
在本发明实施例中，将反馈的位置信号作为实际位移的传感器作为主传感器，将反馈信号作为备用信号的传感器作为从传感器。基于主传感器反馈的变桨位移信号来执行变桨，当主触感器故障时，可基于从触感器反馈的变桨位移信号来执行变桨，也就是说当主传感器故障时，可将主传感器切换为从传感器。主传感器和从传感器可分别反馈反应变桨位移的位置信号。
参照图2，在步骤S201中，获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度。
具体地，可在变桨过程中利用主传感器测量的反映叶片位置的位置信号。作为示例，可以周期性地获取主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度。
在步骤S202中,根据在步骤S201中获得的位置信号及运动速度，判断主传感器是否故障。
图3示出了本发明实施例提供的判断所述主传感器是否故障的过程，下面参照图3对步骤S202进行详细描述。
参照图3，在步骤S301中，首先判断主传感器反馈的位置信号是否超出主传感器的量程。
如果是液压变桨方案，主传感器的量程可以表示液压驱动器能够产生的最大驱动位移。作为示例，主传感器的量程可以是预设值。
在步骤S302中，如果主传感器反馈的位置信号未超出主传感器的量程，则进一步判断变桨执行机构的运动速度是否超出变桨执行机构的量程。
变桨执行机构的量程可以是变桨执行机构能够产生的最大运动速度。作为示例，变桨执行机构的量程也可以是预设值。
在步骤S303中，如果获取的变桨执行机构的运动速度超出变桨执行机构的量程，则判定主传感器故障。
由于根据主传感器反馈的位置信号和变桨执行机构的运动速度两者确定主传感器是否故障，这使得当主传感器反馈的位置信号在传感器的量程之内且该位置信号为异常信号时，能及时识别出主触感器故障。也就是说，虽然主传感器反馈的位置信号未超出其量程，但是根据变桨执行机构的运动速度可以识别出位置信号是否是异常信号，从而可以避免后续的误操作。
在步骤304中，如果步骤S201获得的变桨执行机构的运动速度也未超出变桨执行机构的量程，则判定主传感器正常，可以将主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
返回图2，在步骤S203中，如果主传感器故障，根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为所述冗余时长内变桨控制的位移参考值。
作为示例，根据前一个或者多个周期的位置增长率，在主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，计算冗余时长内各周期的位置估计值。上述的冗余时长可以是判定主传感器故障之后的若干个采集周期。
作为示例，当基于当前周期的主传感器反馈的位置信号和变桨执行机构的运动速度判定主传感器异常时，可在接下来的预设时间段(冗余时长)内基于当前周期之前的变桨位移增长率估计变桨位移，并基于估计的变桨位移作为变桨控制的位移参考值，该冗余时长可以根据实际需要自行设定。
返回图2，当在步骤S202判断主传感器不存在故障时，继续将主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值(步骤S205)。
在步骤S204中，根据冗余时长后主传感器测得的位置信号及变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号。
经过冗余时长后，如果主传感器反馈的位置信号恢复正常，则继续以主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
经过冗余时长后，如果主传感器反馈的位置信号仍旧未能恢复正常，由于从传感器也可以实时反馈针对叶片的位置信号，可以将主传感器切换为从传感器，将从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位置参考值，以进行变桨。
图4A示出了本发明实施例的是否将主传感器切换为从传感器的判断过程。
参照图4A，在步骤S401中，判断冗余时长后主传感器测得的位置信号是否超出主传感器的量程。当在步骤S401判断主传感器反馈的位置信号超出主传感器的量程时，可进行到步骤S404。在步骤S404中，将主传感器切换为从传感器。
在步骤S402中，如果主触感器反馈的位置信号未超出主传感器的量程，判断冗余时长后变桨执行机构的运动速度是否超出变桨执行机构的量程。在步骤S403中，如果冗余时长后的运动速度未超出变桨执行机构的量程，则说明主传感器反馈的位置信号恢复正常，此时仍旧将主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
在步骤S404中,如果冗余时长后的运动速度超出变桨执行机构的量程，则说明经过冗余时长，主传感器反馈的位置信号仍旧未恢复正常，此时需要将主传感器切换为从传感器，将从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
在一个实施例中，如果经过上述冗余时长后，主传感器反馈的位置信号超出了其量程，或者主传感器的位置信号未超其量程但变桨机构的运动速度超出变桨执行机构的量程，那么说明主传感器故障未恢复，需要切换到从传感器。
图4B示出了本发明另一实施例的是否将主传感器切换为从传感器的判断过程。参照图4B,在将主传感器切换到从传感器之前，通常还会判断从传感器是否故障(步骤S405)。如果从传感器无故障，则将从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值(步骤S406)。如果从传感器故障，那么不执行传感器切换，继续按照主传感器故障前的一个或者多个周期的位置增长率，在主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，保持预设时长，计算该预设时长结束后的位置估计值作为变桨控制的位移参考值。同时，继续获取主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度，判断主传感器反馈的位置信号是否恢复正常(步骤S407)。
如果经过上述预设时长后，主传感器仍未能恢复，则停止按照上述递增规律反馈位置信号，而将主传感器反馈的实际位置信号传送至风力发电机组的主控***，输出报警信息(步骤S408)。如果在步骤S407中判定主传感器正常，则继续以主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值(步骤S403)。
作为另一示例，当在步骤S401判断出主传感器反馈的位置信号超出主传感器的量程时，可进行到步骤S405以判断从传感器是否故障。
作为另一示例，当在步骤S402确定运动速度未超出变桨执行机构的量程时，可进行到步骤S403继续以主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
作为示例，当主传感器反馈的位置信号超过主传感器的量程，或者主传感器反馈的位置信号未超过主传感器的量程但变桨执行机构的运动速度超过变桨执行机构的量程时，认定此时主传感器反馈的位置信号出现异常，并按照反馈异常之前最后时刻的位移增长率(速率)在最后一个正常反馈位移的基础上进行递增，保持x个采集周期(冗余时长)。如果x个采集周期内主传感器反馈的位置信号以及变桨执行机构的运动速度恢复正常，则继续将当前主传感器反馈的位置信号作为实际位移反馈；如果x个采集周期之后主传感器反馈的位置信号没有恢复正常，或者位置信号正常但变桨执行机构的运动速度异常，而从传感器反馈的位置信号正常，则执行主从传感器切换，将从传感器反馈的位置信号作为实际位置信号。如果第x个采集周期结束后，从传感器反馈的位置的信号也出现异常，则不执行传感器切换。当前主传感器反馈值继续按之前的增长规律保持y个采集周期(预设时长)，y个采集周期结束后，如果主传感器反馈的位置信号或变桨执行机构的运动速度仍没恢复正常，则停止按原有规律反馈位移信号并发出报警信息。
本发明实施例中所述的“采集周期”具体可采用控制器中信号采集程序循环执行的指令周期。x、y的值可以根据控制***实际情况和需求通过配置文件进行配置。
作为示例，主传感器及从传感器可以为磁致伸缩位置传感器，变桨执行机构可以为液压缸。获取变桨执行机构的运动速度时，可根据液压油缸的比例阀的开度、比例阀前后压力差及油缸活塞截面积折算出所述液压油缸的运动速度。
作为示例，主传感器及从传感器可以为光电编码器，变桨执行机构可以为直流电机，变桨执行机构的运动速度即为所述直流电机的转速。
作为示例，主传感器及从传感器可以为旋转编码器，变桨执行机构可以为交流电机，变桨执行机构的运动速度即为交流电机的转速。
以上已经结合图1至图4B对根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法进行了描述。在下文中，将参照图5对根据本公开的实施的风力发电机组的变桨控制装置进行描述。
基于与图2所示风力发电机组的变桨控制方法相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种风力发电机组的变桨控制装置，如下面实施例所述。由于该装置解决问题的远离与所述变桨控制方法类似，因此该风力发电机组的变桨控制装置的实施可以参见风力发电机组的变桨控制方法的实施，重复之处不再赘述。
参照图5，变桨控制装置500可包括数据获取单元501、判断单元502、估计值计算单元503和确定单元504。
作为示例，数据获取单元501可用于获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度；判断单元用于根据数据获取单元501获取的位置信号及运动速度，判断主传感器是否故障；估计值计算单元503，当主传感器故障时，用于根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将位置估计值作为变桨控制的位移参考值；确定单元504用于根据冗余时长后主传感器测得的位置信号及变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号；其中，所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制。
作为示例，判断单元502具体用于：判断当前周期主传感器反馈的位置信号是否超出主传感器的量程；如果该位置信号未超出主传感器的量程，判断获取的运动速度是否超出变桨执行机构的量程；如果所述运动速度超出变桨执行机构的量程，判定主传感器故障，如果所述运动速度未超出变桨执行机构的量程，判定主传感器正常。
作为示例，估计值计算单元503可具体用于：根据前一个或者多个周期的位置增长率，在主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，计算冗余时长内各周期的位置估计值。
作为示例，确定单元504可具体用于：判断冗余时长后主传感器测得的位置信号是否超出主传感器的量程；如果所述位置信号未超出主传感器的量程，判断冗余时长后所述运动速度是否超出变桨执行机构的量程；如果所述冗余时长后的运动速度未超出所述变桨执行机构的量程，将所述主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值；如果冗余时长后的运动速度超出变桨执行机构的量程，将从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
作为示例，当确定主传感器和从传感器均故障时，可通过数据获取单元501继续获取主传感器反馈的位置信号和变桨执行机构的运行速度进行判断。
作为示例，判断单元502可具体用于根据数据获取单元501继续获取的位置信号及运动速度，判断主传感器是否故障。根据位置信号及运动速度，判断主传感器是否故障的步骤在上面已经进行了描述，在此不做赘述。
作为示例，变桨控制装置500可还可包括报警单元(未示出)，当判断单元502基于继续获取的位置信号及运动速度判定主触感器故障时，报警单元可输出报警信息。
根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制，能够对量程范围内异常位移反馈信号进行更准备的判别。通过运行过程中无扰动切换两个传感器的反馈信号作为实际位移反馈实现容错控制，提高了***可利用率。
图6示出了本发明实施例的风力发电机组的变桨控制***的框图。
参照图6，变桨控制***600可包括主传感器601、从传感器602、变桨执行机构603及控制器604。主传感器601及从传感器602反馈的位置信号用于变桨控制，其中，从传感器602为变桨控制***600的备用传感器。控制器604用于获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度，并根据所述位置信号及变桨执行机构的运动速度判断主传感器601是否故障；如果主传感器601故障，控制器604根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为变桨控制***600的位移参考值，根据所述位移参考值输出变桨控制信号；根据冗余时长后主传感器601测得的位置信号及变桨执行机构603的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取主传感器601反馈的位置信号还是从传感器602反馈的位置信号；变桨执行机构603用于根据控制器604输出的变桨控制信号执行变桨。
本公开的实施例提供一种风力发电机组的变桨控制器，该变桨控制器包括：处理器；存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如上所述的风力发电机组的变桨控制方法。
本公开的实施例提供一种存储有计算机程序的可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的变桨控制方法。
虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行各种修改。

Claims (15)

1.一种风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度；
根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障；
如果所述主传感器故障，根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为所述冗余时长内变桨控制的位移参考值；
根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定所述冗余时长后变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器所述冗余时长后反馈的位置信号还是从传感器所述冗余时长后反馈的位置信号；
其中，所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障，包括：
判断所述位置信号是否超出所述主传感器的量程；
如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；
如果所述运动速度超出所述变桨执行机构的量程，判定所述主传感器故障。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，包括：
根据前一个或者多个周期的位置增长率，在所述主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，计算冗余时长内各周期的位置估计值。
4.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器反馈的位置信号还是从传感器反馈的位置信号，包括：
判断冗余时长后所述主传感器测得的位置信号是否超出所述主传感器的量程；
如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断冗余时长后所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；
如果所述冗余时长后的运动速度未超出所述变桨执行机构的量程，将所述主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值；
如果冗余时长后的运动速度超出所述变桨执行机构的量程，将所述从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，如果冗余时长后的运动速度超出所述变桨执行机构的量程，所述方法还包括：
根据所述从传感器反馈的位置信号及执行机构的运动速度，判断所述从传感器是否故障；
如果所述从传感器无故障，将所述从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
6.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述主传感器及从传感器为磁致伸缩位置传感器，所述变桨执行机构为液压缸；
其中，获取变桨执行机构的运动速度包括：
根据液压油缸的比例阀的开度、比例阀前后压力差及油缸活塞截面积折算出所述液压油缸的运动速度。
7.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述主传感器及从传感器为光电编码器，所述变桨执行机构为直流电机，所述变桨执行机构的运动速度为所述直流电机的转速。
8.根据权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述主传感器及从传感器为旋转编码器，所述变桨执行机构为交流电机，所述变桨执行机构的运动速度为所述交流电机的转速。
9.一种风力发电机组的变桨控制装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取单元，用于获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度；
判断单元，用于根据所述位置信号及所述运动速度，判断所述主传感器是否故障；
估计值计算单元，当所述主传感器故障时，用于根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为变桨控制的位移参考值；
确定单元，用于根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定所述冗余时长后变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器所述冗余时长后反馈的位置信号还是从传感器所述冗余时长后反馈的位置信号；
其中，所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制。
10.根据权利要求9所述的风力发电机组的变桨控制装置，所述判断单元具体用于：
判断所述位置信号是否超出所述主传感器的量程；
如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；
如果所述运动速度超出所述变桨执行机构的量程，判定所述主传感器故障。
11.根据权利要求9所述的风力发电机组的变桨控制装置，其特征在于，所述估计值计算单元具体用于：
根据前一个或者多个周期的位置增长率，在所述主传感器故障前的一个周期反馈的正常的位置信号的基础上递增，计算冗余时长内各周期的位置估计值。
12.根据权利要求9所述的风力发电机组的变桨控制装置，其特征在于，所述确定单元具体用于：
判断冗余时长后所述主传感器测得的位置信号是否超出所述主传感器的量程；
如果所述位置信号未超出所述主传感器的量程，判断冗余时长后所述运动速度是否超出所述变桨执行机构的量程；
如果所述冗余时长后的运动速度未超出所述变桨执行机构的量程，将所述主传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值；
如果冗余时长后的运动速度超出所述变桨执行机构的量程，将所述从传感器反馈的位置信号作为变桨控制的位移参考值。
13.一种风力发电机组的变桨控制***，其特征在于，所述***包括：主传感器、从传感器、变桨执行机构及控制器；
所述主传感器反馈的位置信号或从传感器反馈的位置信号用于变桨控制，其中，所述从传感器为变桨控制***的备用传感器；
所述控制器用于获取当前周期主传感器反馈的位置信号及变桨执行机构的运动速度，并根据所述位置信号及变桨执行机构的运动速度判断所述主传感器是否故障；如果所述主传感器故障，所述控制器根据前一个或者多个周期的位置增长率计算冗余时长内的位置估计值，将所述位置估计值作为变桨的位移参考值，根据所述位移参考值输出变桨控制信号；根据冗余时长后所述主传感器测得的位置信号及所述变桨执行机构的运动速度，确定冗余时长后变桨控制所用的位移参考值选取所述主传感器冗余时长后反馈的位置信号还是从传感器冗余时长后反馈的位置信号；
所述变桨执行机构用于根据所述控制器输出的变桨控制信号执行变桨。
14.一种风力发电机组的变桨控制器，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的风力发电机组的变桨控制方法。
15.一种存储有计算机程序的可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任意一项所述的风力发电机组的变桨控制方法。
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