CN113669195B - 基于变流器拖动模式的风电机组叶轮自动对准方法与*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于变流器拖动模式的风电机组叶轮自动对准方法与***，该方法是在风电机组的PLC控制器内编程实现，在机组原有主控程序中添加拖动模式，使机组的变流器含有拖动模式，再由机组的人机交互界面内输入叶轮的目标位置后开始自动对准，对准完成后自动进行主轴刹车。本发明基于变流器的拖动模式，实现叶轮精确定位，主要在机组PLC控制程序中添加拖动模式，无需在机组上额外添加硬件，可以在日常维护中实现自动对叶轮的精确定位，且不影响机组安全。

Description

基于变流器拖动模式的风电机组叶轮自动对准方法与***
技术领域
本发明涉及风电机组叶轮对准的技术领域，尤其是指一种基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准方法与***。
背景技术
目前，大多数半直驱风电机组的变流器都具备拖动功能，能够实现反拖叶轮转动的目的，但以往的反拖***均是在硬件层面实现反拖功能，在实际运用中也无法精确控制拖动目的角度。在中国实用新型专利CN207500059U中，公开了一种使用反拖变频器驱动柜、柴油发电机以及主控器搭建的半直驱风电机组反拖***。该***的柴油发电机通过断路器与变频器的输入端相连接，变频器的输出端通过交流输出电抗器与风电机组的发电机转接柜相连接，通过变频器实现对风电机组的叶轮进行反拖。
该***通过硬件实现了反拖功能，能够满足吊装和运输要求，但在后续机组调试完毕、稳定运行后无法继续使用。尤其是在机组日常维护中，需要对叶轮位置进行精确固定的情况下，该***对位置的精度控制不足。
总之，现有的反拖***，均是使用硬件搭建，是在半直驱风电机组并网稳定运行前，使其能够拖动，不适用于机组调试完毕、投入使用后。且现有的反拖***仅能对速度进行较为准确的控制，但对于叶轮位置无法进行精确定位。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准方法，基于变流器的拖动模式，实现叶轮精确定位，主要在机组PLC控制程序中添加拖动模式，无需在机组上额外添加硬件，可以在日常维护中实现自动对叶轮的精确定位，且不影响机组安全。
本发明的第二目的在于提供一种基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准***。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准方法，该方法是在机组原有主控程序中添加拖动模式，通过在机组的PLC控制器内编程实现，使机组的变流器含有拖动模式，再由机组的人机交互界面内输入叶轮的目标位置后开始自动对准，对准完成后自动进行主轴刹车，具体情况如下：
通过叶轮的实际位置与目标位置的偏差来计算拖动模式的发电机转速设定值，采用分段的速度控制，当偏差值大时，为快速到达目标位置，其转速设定值也相应变大，当偏差值小时，为提高控制精度，其转速设定值也相应减小，当偏差小于预设阈值后转速设定值为0，此时叶轮静止，若一次未能精确对准，则程序继续控制其反向拖动，再次尝试，直至能够对准位置，主轴刹车。
进一步，机组在维护模式下，通过机组塔基柜主控的人机交互界面输入叶轮的目标位置，再通过界面按钮使机组进入拖动模式，此时通过相应程序控制机组收桨至预设角度，而后判断当前风速是否小于设定风速、发电机转速是否小于设定转速、桨叶角度是否已经到达目标位置及主轴刹车是否处于松开状态，若以上条件均不符合，则退出拖动模式，若以上条件均符合，则控制机组闭合变流器的机侧及网侧断路器，根据叶轮实际位置与目标位置所计算出的发电机转速设定值下发给变流器，其中发电机转速采用分段的速度控制方式，具体操作是：当叶轮位置与目标位置相差大于β1时，发电机转速设置为w1；当叶轮位置与目标位置相差在β1至β2之间时，发电机转速设置为w2；叶轮位置与目标位置相差在β2至β3之间时，发电机转速设置为w3；当叶轮位置即将到达目标位置，即相差小于β3时，程序控制发电机转速设定值为0rpm，延时时间t1触发机组的主轴刹车***，同时保证拖动转速设定值一直为0rpm，其中β1>β2>β3，w1>w2>w3；最终当刹车完成后，结束整个自动对准过程，退出拖动模式。
进一步，整个自动对准过程是在机组急停按钮未触发的状态下进行，若自动对准过程中出现任何异常，均能够通过人机交互界面的拖动按钮或机组的急停按钮随时结束拖动。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准***，该***用于实现上述的半直驱风电机组叶轮自动对准方法。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明是在机组调试完成投入使用后，在其主控程序内添加，基于变流器的拖动模式，所需相关信号在半直驱风电机组本身均已存在，无需额外添加硬件。
2、本发明对叶轮自动对准的控制精度较高，可以在日常维护中实现自动对叶轮的精确定位，满足维护需求，且不影响机组安全。
附图说明
图1为本发明的自动对准流程图。
图2为本发明的界面示例。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例提供了一种基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准方法，该方法是在机组原有主控程序中添加拖动模式，通过在机组的PLC控制器内编程实现，使机组的变流器含有拖动模式，再由机组的人机交互界面内输入叶轮的目标位置后开始自动对准，对准完成后自动进行主轴刹车，其中，通过叶轮的实际位置与目标位置的偏差来计算拖动模式的发电机转速设定值，采用分段的速度控制，当偏差值较大时，为快速到达目标位置，其转速设定值也相应变大，当偏差值较小时，为提高控制精度，其转速设定值也相应减小，最终的转速设定值极小以满足精度要求，当偏差到达一定小的值后转速设定值为0，此时叶轮静止，若一次未能精确对准，则程序继续控制其反向拖动，再次尝试，直至能够对准位置，主轴刹车；参见图1所示，其具体情况如下：
机组在维护模式下，通过机组塔基柜主控的人机交互界面输入叶轮的目标位置(如图2所示为某项目主控界面所添加的控制输入)，再通过界面按钮使机组进入拖动模式，此时通过相应程序控制机组收桨至91度，而后判断当前风速是否小于设定风速、发电机转速是否小于设定转速、桨叶角度是否已经到达目标位置及主轴刹车是否处于松开状态，若以上条件均不符合，则退出拖动模式，若以上条件均符合，则控制机组闭合变流器的机侧及网侧断路器，根据叶轮实际位置与目标位置所计算出的发电机转速设定值下发给变流器，其中发电机转速采用分段的速度控制方式，具体操作是：当叶轮位置与目标位置相差大于β1时，发电机转速设置为w1；当叶轮位置与目标位置相差在β1至β2之间时，发电机转速设置为w2；叶轮位置与目标位置相差在β2至β3之间时，发电机转速设置为w3；当叶轮位置即将到达目标位置，即相差小于β3时，程序控制发电机转速设定值为0rpm，延时时间t1触发机组的主轴刹车***，同时保证拖动转速设定值一直为0rpm，其中β1>β2>β3，w1>w2>w3；最终当刹车完成后，结束整个自动对准过程，退出拖动模式。
以上整个自动对准过程是在机组急停按钮未触发的状态下进行，若自动对准过程中出现任何异常，可通过人机交互界面的拖动按钮或机组的急停按钮随时结束拖动。
本实施例也提供了一种基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准***，该***用于实现上述的半直驱风电机组叶轮自动对准方法。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准方法，其特征在于：该方法是在机组原有主控程序中添加拖动模式，通过在机组的PLC控制器内编程实现，使机组的变流器含有拖动模式，再由机组的人机交互界面内输入叶轮的目标位置后开始自动对准，对准完成后自动进行主轴刹车，具体情况如下：
通过叶轮的实际位置与目标位置的偏差来计算拖动模式的发电机转速设定值，采用分段的速度控制，当偏差值大时，为快速到达目标位置，其转速设定值也相应变大，当偏差值小时，为提高控制精度，其转速设定值也相应减小，当偏差小于预设阈值后转速设定值为0，此时叶轮静止，若一次未能精确对准，则程序继续控制其反向拖动，再次尝试，直至能够对准位置，主轴刹车；
机组在维护模式下，通过机组塔基柜主控的人机交互界面输入叶轮的目标位置，再通过界面按钮使机组进入拖动模式，此时通过相应程序控制机组收桨至预设角度，而后判断当前风速是否小于设定风速、发电机转速是否小于设定转速、桨叶角度是否已经到达目标位置及主轴刹车是否处于松开状态，若以上条件均不符合，则退出拖动模式，若以上条件均符合，则控制机组闭合变流器的机侧及网侧断路器，根据叶轮实际位置与目标位置所计算出的发电机转速设定值下发给变流器，其中发电机转速采用分段的速度控制方式，具体操作是：当叶轮位置与目标位置相差大于β1时，发电机转速设置为w1；当叶轮位置与目标位置相差在β1至β2之间时，发电机转速设置为w2；叶轮位置与目标位置相差在β2至β3之间时，发电机转速设置为w3；当叶轮位置即将到达目标位置，即相差小于β3时，程序控制发电机转速设定值为0rpm，延时时间t1触发机组的主轴刹车***，同时保证拖动转速设定值一直为0rpm，其中β1>β2>β3，w1>w2>w3；最终当刹车完成后，结束整个自动对准过程，退出拖动模式。
2.根据权利要求1所述的基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准方法，其特征在于：整个自动对准过程是在机组急停按钮未触发的状态下进行，若自动对准过程中出现任何异常，均能够通过人机交互界面的拖动按钮或机组的急停按钮随时结束拖动。
3.基于变流器拖动模式的半直驱风电机组叶轮自动对准***，其特征在于，该***用于实现权利要求1-2任意一项所述的半直驱风电机组叶轮自动对准方法。
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