风电机组偏航制动控制方法

技术领域

本发明涉及风电机组技术领域，尤其涉及一种风电机组偏航制动控制方法。

背景技术

风电机组是一种将风能转化为电能的大型设备，其通过叶轮旋转将风能转换为机械能，再通过发电系统将机械能转换为电能。伴随着风电技术的不断发展，风电机组在电力系统中的应用日益增加。

偏航系统是风电机组必不可少的组成系统之一，偏航系统用于与风电机组的控制系统相互配合，以使风电机组的叶轮始终处于迎风状态，进而充分利用风能，提高风电机组的发电效率，以及用于提供必要的锁紧力矩，以保障风电机组的安全运行。目前风电机组的偏航系统中，偏航制动器为液压制动器，在风电机组运行过程中，当偏航对风动作完成后，偏航电机关闭，发出制动指令，此时液压站升压进而驱动偏航制动器进行制动，同时，安装在偏航电机下的电磁制动器启动以对偏航电机进行制动。

然而，在实际应用中，风电机组所使用的液压站升压通常较缓慢，当偏航对风动作完成后再进行液压站升压，会导致偏航制动器不能及时建立制动压力以提供足够的制动力矩，进而出现以下问题：

一、当偏航对风动作完成，偏航电机关闭后，若偏航制动器制动力矩不足，则不能抱紧偏航基座，此时瞬时风向变化可能引起偏航滑移故障；

二、当偏航制动器抱闸压力还不足时，若安装在偏航电机下的电磁制动器已启动，则会使得电磁制动器承受过大制动力矩而超过其额定设计指标，容易导致电磁制动器受损，制动功能失效。

三、在偏航动作停止时，若偏航制动器压力不足，则会导致偏航制动器与偏航轴承处连接法兰不断受到冲击，造成机械疲劳，长期运行甚至会出现焊缝开裂的故障，严重损坏风机。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种风电机组偏航制动控制方法。

本发明的技术方案如下：

提供了一种风电机组偏航制动控制方法及，包括：

基于风电机组的偏航对风速度和液压站建立压力的速度，设置对风角度阈值和动作延后时间；

根据对风角度阈值和动作延后时间，采用实际对风角度达到对风角度阈值以下时启动液压站、以及在偏航电机关闭后经过动作延后时间启动电磁制动器的方式，进行风电机组的偏航制动控制。

在一些可能的实现方式中，基于风电机组的偏航对风速度和液压站建立压力的速度，设置对风角度阈值和动作延后时间，进一步包括：

基于风电机组的偏航对风速度，预先设置对风角度阈值；

根据液压站建立压力的速度和对风角度阈值，设置动作延后时间，以使电磁制动器启动时液压站能够达到提供有效制动力矩的压力位。

在一些可能的实现方式中，所述对风角度阈值满足以下条件：

其中，σ表示对风角度阈值，v

在一些可能的实现方式中，所述动作延后时间利用以下公式确定：

其中，t

在一些可能的实现方式中，采用实际对风角度达到对风角度阈值以下时启动液压站、以及在偏航电机关闭后经过动作延后时间启动电磁制动器的方式，进行风电机组的偏航制动控制，进一步包括：

实时获取风电机组的实际对风角度，并判断实际对风角度是否小于或等于对风角度阈值，若是，则进行下一步；

启动液压站进行升压；

实时获取风电机组的实际对风角度，并判断实际对风角度是否大于第一预设角度，以及判断实际对风角度是否小于或等于第二预设角度，若实际对风角度大于第一预设角度，则对液压站进行泄压，并返回第一步，若实际对风角度小于或等于第二预设角度，则进行下一步；

保持液压站继续升压直至液压站达到全压状态，同时关闭偏航电机，并在经过动作延后时间后启动电磁制动器。

在一些可能的实现方式中，所述实际对风角度利用以下公式确定：

实际对风角度＝|当前时刻风向-机舱机头方向|。

在一些可能的实现方式中，所述第一预设角度为对风角度阈值。

在一些可能的实现方式中，所述第二预设角度为0。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的风电机组偏航制动控制方法通过根据风电机组的偏航对风速度和液压站建立压力的速度设置对风角度阈值和动作延后时间，以在偏航动作完成前提前启动液压站进行升压，以及在偏航电机关闭后一段时间在启动电磁制动器，能够保证在风电机组偏航对风动作完成后，偏航制动器能够建立制动压力，提供一定的制动力矩，避免风电机组出现故障，同时能够避免电磁制动器承受过大的制动力矩，保证电磁制动器的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附

图中：

图1为本发明一实施例的一种风电机组偏航制动控制方法的流程图；

图2为本发明一实施例的一种偏航制动控制具体过程的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

参考图1，本发明一实施例提供了一种风电机组偏航制动控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，基于风电机组的偏航对风速度和液压站建立压力的速度，设置对风角度阈值和动作延后时间；

步骤S2，根据对风角度阈值和动作延后时间，采用实际对风角度达到对风角度阈值以下时启动液压站、以及在偏航电机关闭后经过动作延后时间启动电磁制动器的方式，进行风电机组的偏航制动控制。

本发明一实施例提供的风电机组偏航制动控制方法通过根据风电机组的偏航对风速度和液压站建立压力的速度设置对风角度阈值和动作延后时间，以在偏航动作完成前提前启动液压站进行升压，以及在偏航电机关闭后一段时间在启动电磁制动器，能够保证在风电机组偏航对风动作完成后，偏航制动器能够建立制动压力，提供一定的制动力矩，避免风电机组出现故障，同时能够避免电磁制动器承受过大的制动力矩，保证电磁制动器的使用寿命。

本发明一实施例中，基于风电机组的偏航对风速度和液压站建立压力的速度，设置对风角度阈值和动作延后时间，进一步包括以下步骤：

步骤S11，基于风电机组的偏航对风速度，预先设置对风角度阈值；

步骤S12，根据液压站建立压力的速度和对风角度阈值，设置动作延后时间，以使电磁制动器启动时液压站能够达到提供有效制动力矩的压力位。

本发明一实施例中，对风角度阈值在满足以下条件的基础上，根据风电机组的偏航对风速度和实际情况具体设置：

其中，σ表示对风角度阈值，v

进一步地，动作延后时间利用以下公式确定：

其中，t

例如，以某2MW风电机组的偏航速度及液压站建立压力的速度设计举例，其偏航速度v

进一步地，参考图2，本发明一实施例中，采用实际对风角度达到对风角度阈值以下时启动液压站、以及在偏航电机关闭后经过动作延后时间启动电磁制动器的方式，进行风电机组的偏航制动控制，进一步包括以下步骤：

步骤S21，实时获取风电机组的实际对风角度，并判断实际对风角度是否小于或等于对风角度阈值，若是，则进行下一步；

步骤S22，启动液压站进行升压；

步骤S23，实时获取风电机组的实际对风角度，并判断实际对风角度是否大于第一预设角度，以及判断实际对风角度是否小于或等于第二预设角度，若实际对风角度大于第一预设角度，则对液压站进行泄压，并返回步骤S21，若实际对风角度小于或等于第二预设角度，则进行下一步；

步骤S24，保持液压站继续升压直至液压站达到全压状态，同时关闭偏航电机，并在经过动作延后时间后启动电磁制动器。

基于上述方式进行风电机组的偏航制动控制，能够保证在风电机组偏航对风动作完成后，偏航制动器能够建立制动压力，提供足够的制动力矩，避免风电机组出现故障，同时能够避免电磁制动器承受过大的制动力矩，保证电磁制动器的使用寿命。

本发明一实施例中，实际对风角度利用以下公式确定：

实际对风角度＝|当前时刻风向-机舱机头方向|。

其中，当前时刻风向可以利用安装在风电机组上的风向仪测量得到，机舱机头方向可以从风电机组的控制系统的控制数据中获取。

进一步地，第一预设角度用于判断风电机组所处环境的风向是否发生改变，第一预设角度根据实际情况具体设置。本发明一实施例中，第一预设角度取为对风角度阈值。在步骤S23中，若实际对风角度大于第一预设角度，则表明风电机组所处环境的风向发生改变，此时需要对液压站进行泄压，并返回步骤S21重新进行风电机组的实际对风角度的检测判断，直至实际对风角度小于或等于对风角度阈值。

进一步地，第二预设角度用于判断风电机组是否完成偏航，第二预设角度根据实际情况具体设置，例如可以设置为0、0.1等。本发明一实施例中，第二预设角度取为0，以保证偏航制动后的风电机组处于正对风状态。

进一步地，为了便于控制，该偏航控制方法可以通过风电机组的控制系统实现。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。