一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統

《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》是國電聯合動力技術有限公司於2010年9月3日申請的發明專利，該專利的申請號為2010102730617，公布號為CN101964533A，公布日為2011年2月2日，發明人是李佳奇、潘磊、陳宇、劉國君、秦明。

《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》包括主控系統、變槳系統低電壓穿越控制模組、變槳系統和變槳對接主控系統控制模組；主控系統將檢測到的低電壓穿越啟動信號傳送至變槳系統低電壓穿越控制模組內，觸發變槳系統進入低電壓穿越狀態；變槳系統將狀態、控制信號經變槳對接主控系統控制模組傳輸至變槳系統低電壓穿越控制模組，狀態信號反應出變槳系統狀態，控制信號控制變槳系統低電壓穿越控制模組對故障進行禁止處理、狀態信號監測及控制風機順槳速度，並將控制結果及狀態信號實時返回主控系統；低電壓穿越通過後，變槳系統低電壓穿越控制模組退出對變槳系統控制，變槳對接主控系統控制模組接收主控系統的控制信號。《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》能套用廣泛、實用性較強、可以廣泛套用於風電行業中。

2014年11月6日，《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統
• 公布號：CN101964533A
• 公布日：2011年2月2日
• 申請號：2010102730617
• 申請日：2010年9月3日
• 申請人：國電聯合動力技術有限公司
• 地址：北京市海淀區中關村南大街乙56號方圓大廈17層
• 發明人：李佳奇、潘磊、陳宇、劉國君、秦明
• 分類號：H02J3/38（2006.01）I、F03D7/00（2006.01）I
• 代理機構：北京紀凱智慧財產權代理有限公司
• 類別：發明專利
• 代理人：徐寧

專利背景

2010年9月前，中國風電行業進入超高速發展階段，裝機容量連年翻番。然而，隨著風電的大規模發展，大規模風電場接入電網的技術要求也在不斷提高。對風電機組而言，其中十分重要的一項技術要求就是風電機組的低電壓穿越能力。低電壓穿越是指當電網故障或擾動引起風電場併網點的電壓跌落時，在一定電壓跌落的範圍內，風電機組能夠不間斷併網運行。其中，變槳系統作為風機重要的部件，其功能性實現低電壓穿越功能的實現對於風機整體實現低電壓穿越功能至關重要。

發明內容

專利目的

《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》的目的是提供一種實用性較強、能實現低電壓穿越功能的雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統。

技術方案

《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》其特徵在於：包括一主控系統、一變槳系統低電壓穿越控制模組、一變槳系統和一變槳對接主控系統控制模組；所述主控系統將檢測到的低電壓穿越啟動信號傳送至所述變槳系統低電壓穿越控制模組內，觸發所述變槳系統進入低電壓穿越狀態；所述變槳系統將狀態信號和控制信號經所述變槳對接主控系統控制模組傳輸至所述變槳系統低電壓穿越控制模組內，由狀態信號反應出所述低電壓穿越期間變槳系統的狀態，所述控制信號控制所述變槳系統低電壓穿越控制模組對低電壓穿越期間的故障進行禁止處理、低電壓期間狀態信號的監測以及風機順槳速度的控制，並將控制結果及狀態信號實時返回所述主控系統；當低電壓穿越通過後，所述變槳系統低電壓穿越控制模組根據所述主控系統發出的結束命令信號退出對所述變槳系統的控制，由所述變槳對接主控系統控制模組接收主控系統的控制信號。

所述變槳系統低電壓穿越控制模組內包括一狀態信號監測模組、一故障禁止延時模組和一順槳速度控制模組；在低電壓穿越期間，所述狀態信號監測模組接收到所述變槳系統傳送的狀態信號後對其進行監測，並將狀態信號經所述變槳對接主控系統控制模組返回至所述主控系統；所述故障禁止延時模組對低電壓穿越信號進行禁止處理，並由所述順槳速度控制模組按照預先設定的速度進行收槳調節。

所述故障禁止延時模組的故障禁止處理方式採用延時報警方式。

所述變槳系統採用1.5兆瓦雙饋式風電機組具備後備電池供電的變槳系統。

改善效果

1、該發明由於建立在1.5兆瓦雙饋式風電機組機型基礎上，其採用主控系統、變槳系統低電壓穿越控制模組、變槳系統和變槳對接主控系統控制模組實現對雙饋式風力發電機組低電壓穿越進行變槳控制，因此，實現了套用廣泛的性能，並具有較強的實用性。

2、該發明在低電壓穿越期間，由於採用主控系統對變槳系統低電壓穿越控制模組進行控制，實現對故障信號的禁止、低電壓期間狀態信號的監測以及風機順槳速度的控制，因此，保證了風機運行不超速，實現了風電機組能夠不間斷併網運行。

3、該發明由於採用包括狀態信號監測模組、故障禁止延時模組和順槳速度控制模組的變槳系統低電壓穿越控制模組，由狀態信號監測模組實現對系統狀態的監測，故障禁止延時模組實現對低電壓穿越信號進行禁止處理，並由順槳速度控制模組按照預先設定的速度進行收槳調節，因此，在滿載大風情況下，實現了一定速度的收槳調節，從而保證了風機運行不超速。

《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》可以廣泛套用於風電行業中。

附圖說明

圖1是《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》的整體結構示意圖。

圖1

權利要求

1.《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》其特徵在於：包括一主控系統、一變槳系統低電壓穿越控制模組、一變槳系統和一變槳對接主控系統控制模組；所述主控系統將檢測到的低電壓穿越啟動信號傳送至所述變槳系統低電壓穿越控制模組內，觸發所述變槳系統進入低電壓穿越狀態；所述變槳系統將狀態信號和控制信號經所述變槳對接主控系統控制模組傳輸至所述變槳系統低電壓穿越控制模組內，由狀態信號反應出所述低電壓穿越期間變槳系統的狀態，所述控制信號控制所述變槳系統低電壓穿越控制模組對低電壓穿越期間的故障進行禁止處理、低電壓期間狀態信號的監測以及風機順槳速度的控制，並將控制結果及狀態信號實時返回所述主控系統；當低電壓穿越通過後，所述變槳系統低電壓穿越控制模組根據所述主控系統發出的結束命令信號退出對所述變槳系統的控制，由所述變槳對接主控系統控制模組接收主控系統的控制信號。

2.如權利要求1所述的一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統，其特徵在於：所述變槳系統低電壓穿越控制模組內包括一狀態信號監測模組、一故障禁止延時模組和一順槳速度控制模組；在低電壓穿越期間，所述狀態信號監測模組接收到所述變槳系統傳送的狀態信號後對其進行監測，並將狀態信號經所述變槳對接主控系統控制模組返回至所述主控系統；所述故障禁止延時模組對低電壓穿越信號進行禁止處理，並由所述順槳速度控制模組按照預先設定的速度進行收槳調節。

3.如權利要求2所述的一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統，其特徵在於：所述故障禁止延時模組的故障禁止處理方式採用延時報警方式。

4.如權利要求1或2所述的一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統，其特徵在於：所述變槳系統採用1.5兆瓦雙饋式風電機組具備後備電池供電的變槳系統。

實施方式

如圖1所示，該發明的雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統是建立在1.5兆瓦雙饋式風電機組機型基礎上，其包括一主控系統1、一變槳系統低電壓穿越控制模組2、一變槳系統3和一變槳對接主控系統控制模組4。

主控系統1檢測到2010年9月前已有系統中的變頻器發來的低電壓穿越啟動信號，並將低電壓穿越啟動信號傳送至變槳系統低電壓穿越控制模組2內，觸發整個變槳系統3進入低電壓穿越狀態，以保證對低壓穿越狀態下風機能繼續併網運行。此時，變槳系統3傳送的狀態信號和控制信號經變槳對接主控系統控制模組4傳輸至變槳系統低電壓穿越控制模組2內，由狀態信號反應出低電壓穿越期間變槳系統3的狀態。在變槳系統3發出的控制信號控制下，由變槳系統低電壓穿越控制模組2實現對低電壓穿越期間的故障進行禁止處理、低電壓期間狀態信號的監測以及風機順槳速度的控制，並將控制結果及狀態信號實時返回至主控系統1，以配合主控系統1在低電壓穿越期間，保證風機運行不超速，風電機組能夠不間斷併網運行。

當低電壓穿越通過後，主控系統1根據接收到的控制結果及狀態信號，向變槳系統低電壓穿越控制模組2發出的結束命令信號，則變槳系統低電壓穿越控制模組2退出對變槳系統3的控制，仍由變槳對接主控系統控制模組4接收主控系統1的控制信號，整個系統恢復正常工作。

上述實施例中，變槳系統低電壓穿越控制模組2內包括一狀態信號監測模組5、一故障禁止延時模組6和一順槳速度控制模組7。在低電壓穿越期間，狀態信號監測模組5接收到變槳系統3傳送的狀態信號後，實現對系統狀態的監測，並將低電壓穿越後的狀態信號返回至變槳對接主控系統控制模組4內，由變槳對接主控系統控制模組4將狀態信號傳送至主控系統1。故障禁止延時模組6實現對低電壓穿越信號進行禁止處理，並由順槳速度控制模組7按照預先設定的速度進行收槳調節，主要是滿載大風情況下進行一定速度的收槳調節，從而保證風機運行不超速。

上述各實施例中，故障禁止延時模組6的故障禁止處理方式採用延時報警方式。

上述各實施例中，變槳系統3採用1.5兆瓦雙饋式風電機組具備後備電池供電的變槳系統。

榮譽表彰

2014年11月6日，《一種雙饋式風力發電機組低電壓穿越變槳控制系統》獲得第十六屆中國專利優秀獎。