專利名稱：風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動控制領域，尤其是一種風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)。
背景技術：
風能作為一種發(fā)展迅猛的清潔能源，具有廣闊的發(fā)展前景。近年來，風力發(fā)電機組經(jīng)歷了定槳距失速型、全槳葉變距型、基于變速恒頻技術的變速型以及智能型的飛速發(fā)展， 在此發(fā)展過程中，風力發(fā)電機組控制技術的發(fā)展起了決定作用，槳葉驅動控制技術的發(fā)展對整體技術的發(fā)展發(fā)揮了重要的推動作用。槳葉控制關系到整個風電機組的安全，因此槳葉控制裝置的可靠性顯得尤為重要，在槳葉回到安全位置前，必須保證驅動槳葉的能量供給萬無一失，即使是在外電源不能提供的情況下。目前我國乃至全球的風力發(fā)電設備中的變槳控制裝置主要有兩種主流產(chǎn)品一種是傳統(tǒng)的采用直流電機作為執(zhí)行部件、蓄電池作為后備電源的直流伺服驅動控制裝置， 采用直流伺服驅動技術，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動切換到蓄電池供電，驅動槳葉回到安全位置。但蓄電池使用壽命短及維護周期短和耐低溫性能差成為了阻礙其發(fā)展的致命缺陷。第二種是采用交流電機作為執(zhí)行部件、超級電容作為后備電源的交流伺服驅動控制裝置。采用超級電容作為后備電源，較好地解決了使用壽命和低溫性能問題，但這種產(chǎn)品的運行控制、系統(tǒng)故障處理結果的執(zhí)行、手動和自動都完全依賴于伺服驅動器，而一旦伺服驅動器本身發(fā)生故障，則槳葉將不能回到零功率角位置，從而使整個風電機組處于不安全狀態(tài)。在風電場曾多次出現(xiàn)因備用電源故障導致槳葉無法回到安全位置而使風機倒塔的毀滅性事件。 另外，這兩種產(chǎn)品在風電場對葉片進行安裝時都需要額外制作一套對蓄電池或超級電容進行充電的輔助電源或直接帶動執(zhí)行電機的電源設備，這增加了產(chǎn)品的操作繁瑣程度。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種電源組合供電使用安全的風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的供電適應能力強，在滿足需要的前提下無需額外增加輔助供電裝置，功能完
口 ο為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置，該供電裝置設置有開關電源，所述開關電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅動器的輸入端，該變頻驅動器的輸出端串聯(lián)繼電器的常閉開關后接三相交流電機，所述開關電源的輸出正端和輸出負端之間跨接有儲能電源，所述變頻驅動器的變頻信號確認端還與所述繼電器的繞線圈的一端連接，該繞線圈的另一端接正電壓，其特征在于，還包括線性電源，該線性電源的輸入端接三相交流電源，該線性電源的輸出端串聯(lián)所述繼電器常開開關后接三相交流電機，所述線性電源的輸出端還連接有整流橋的輸入端，該整流橋的輸出正端與所述開關電源的輸出正端連接，該整流橋的輸出負端與所述開關電源的輸出負端連接。進一步技術特征，所述線性電源與三相交流電源之間的電路上還串聯(lián)有相序切換開關。進一步技術特征，所述開關電源、儲能電源、線性電源以及變頻驅動器還分別連接有控制器。本發(fā)明的積極效果是
1、采用開關電源、線性電源、儲能電源組合供電，任何一路電源甚至兩路電源出現(xiàn)故障都不影響供電，保證變槳系統(tǒng)供電安全，從而保證整個風電機組在緊急情況下的安全，風機的可靠性和安全性高。2、采用組合供電方式，可以極大地提高供電裝置的適應能力。風力發(fā)電機組在極端負荷的時候往往也是最危險地的時候，要求變槳系統(tǒng)的供電裝置提供足夠大的能量以滿足需求，組合供電方式是單一供電方式的三倍甚至更高，最大限度地滿足需求，提高了風機的環(huán)境適應能力。3、風力發(fā)電機組變槳控制裝置除了滿足機組運行時對槳葉控制的需要以外，還需要滿足其他如軸承、葉片安裝等方面的需要，本裝置可以直接使用而不需額外增加一套輔助供電裝置，從而使系統(tǒng)功能更加完善。


圖1為本發(fā)明的原理框圖； 圖2為供電裝置的電路原理框圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1和圖2所示，一種風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置，該供電裝置設置有開關電源和線性電源，其中開關電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅動器的輸入端，該變頻驅動器的輸出端串聯(lián)繼電器2的常閉開關后接三相交流電機，開關電源的輸出正端和輸出負端之間跨接有儲能電源，變頻驅動器的變頻信號確認端還與繼電器 2的繞線圈的一端連接，該繞線圈的另一端接正電壓，所述線性電源的輸入端接三相交流電源，該線性電源的輸出端串聯(lián)繼電器2常開開關后接三相交流電機，線性電源的輸出端還連接有整流橋1的輸入端，該整流橋1的輸出正端與開關電源的輸出正端連接，該整流橋1 的輸出負端與開關電源的輸出負端連接，開關電源、儲能電源、線性電源以及變頻驅動器還分別連接有控制器。400V的交流電源分別輸入開關電源和線性電源，開關電源輸出一路標準的直流電源，其幅值與變槳系統(tǒng)要求的一致，當儲能電源能量不夠時，開關電源首先為其充電，當儲能電源充滿后，開關電源的輸出可以滿足變槳系統(tǒng)的正常用電需求。線性電源的輸出分兩路，一路直接輸出連接交流伺服電機，另外一路經(jīng)整流后與開關電源的輸出和儲能電源兩端相連。設計中需考慮線性電源的輸出幅值經(jīng)整流后應低于開關電源，因為本供電裝置開關電源為主電源，線性電源為輔助電源，而儲能電源為備用電源，由于線性電源的輸出幅值受AC400V輸入電源的波動影響較大，如果輸出幅值過高，超過了備用電源的耐受值，將對備用電源的安全構成威脅，因此必須限制在AC400V輸入電源最大時，線性電源的輸出不能超過備用電源的耐受值，可以考慮在儲能電源兩端增加一個過壓保護功能塊以保護儲能電源的安全。當儲能電源能量較低時，線性電源和開關電源一起為儲能電源充電，當儲能電源端電壓達到和超過線性電源輸出電壓時，線性電源停止為儲能電源充電，由開關電源繼續(xù)充電直到電壓平衡，整個供電裝置處于準備好狀態(tài)，采用開關電源、線性電源、儲能電源組合供電方式，其中任何一路電源甚至兩路電源出現(xiàn)故障都不影響供電，基本可以保證變槳系統(tǒng)供電的萬無一失，從而保證整個風電機組在緊急情況下的安全。電源裝置輸入三相交流電源，輸出一路為變頻驅動器供電的直流電源和一路可以直接為三相交流電機供電的交流電源。其自身運行狀態(tài)、故障信息通過通訊端口發(fā)送給控制器。當變槳控制系統(tǒng)無故障正常運行時，由內置的開關電源直接輸出一路直流電源向伺服驅動器供電；當變頻驅動器發(fā)生故障時，輸出故障信號，繼電器2通電工作，常開開關閉合切換到供電裝置的交流輸出端，由內置的線性電源輸出一路交流電源直接向交流伺服電機供電，驅動電機帶動槳葉回到安全位置。在外電源切斷的情況下，由內置的儲能裝置(超級電容)向變頻驅動器供電；當風電機組長時間處于超負荷運行狀態(tài)、僅依靠三路電源中的一路供電無法滿足需求時，可以兩路甚至三路電源同時供電。供電裝置的這些功能，彌補了某些變槳系統(tǒng)對變槳電機的驅動控制完全依賴變頻驅動器的不足，可以提高變槳系統(tǒng)乃至整個機組的安全性，提高風機的環(huán)境適應能力。線性電源與三相交流電源之間的電路上還串聯(lián)有相序切換開關，利用相序切換開關，可以實現(xiàn)對變槳電機的轉向控制，因而在風場進行葉片安裝、校對時可以直接使用而不需要額外的輔助電源。本發(fā)明的上述實施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。
權利要求
1.一種風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置，該供電裝置設置有開關電源，所述開關電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅動器的輸入端，該變頻驅動器的輸出端串聯(lián)繼電器(2)的常閉開關后接三相交流電機，所述開關電源的輸出正端和輸出負端之間跨接有儲能電源，所述變頻驅動器的變頻信號確認端還與所述繼電器(2)的繞線圈的一端連接，該繞線圈的另一端接正電壓，其特征在于，還包括線性電源，該線性電源的輸入端接三相交流電源，該線性電源的輸出端串聯(lián)所述繼電器(2)常開開關后接三相交流電機，所述線性電源的輸出端還連接有整流橋(1)的輸入端，該整流橋(1)的輸出正端與所述開關電源的輸出正端連接，該整流橋(1)的輸出負端與所述開關電源的輸出負端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述線性電源與三相交流電源之間的電路上還串聯(lián)有相序切換開關。
3.根據(jù)權利要求1所述的風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關電源、儲能電源、線性電源以及變頻驅動器還分別連接有控制器。
全文摘要
一種風力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，包括供電裝置和線性電源，供電裝置設有開關電源，開關電源的輸入端接三相交流電源，輸出端接變頻驅動器的輸入端，變頻驅動器的輸出端串聯(lián)繼電器的常閉開關后接三相交流電機，開關電源的輸出正端和輸出負端之間跨接有儲能電源，線性電源的輸入端接三相交流電源，輸出端串聯(lián)繼電器常開開關后接三相交流電機，線性電源的輸出端還連接有整流橋的輸入端，該整流橋的輸出正端與開關電源的輸出正端連接，整流橋的輸出負端與開關電源的輸出負端連接；本發(fā)明采用開關電源、線性電源、儲能電源組合供電，任何一路電源甚至兩路電源出現(xiàn)故障都不影響供電，保證變槳系統(tǒng)供電安全，從而保證整個風電機組在緊急情況下的安全。
文檔編號F03D7/00GK102518554SQ20121000727
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者李素紅, 胡小華, 袁德宣, 謝敬朗, 邱明伯, 黃學靜 申請人:重慶華渝電氣儀表總廠