本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組及控制方法。

背景技術(shù)：

近些年來，世界風(fēng)電行業(yè)長足發(fā)展，在緩解能源、環(huán)境危機方面逐步發(fā)揮越來越重要的作用。目前，在實際運行中的風(fēng)力發(fā)電機組主要有兩種：增速齒輪箱—雙饋發(fā)電機系統(tǒng)和直驅(qū)—變流器系統(tǒng)。

增速齒輪箱—雙饋發(fā)電機系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)雙饋發(fā)電機的勵磁電流的幅值、頻率和相序，確保輸出電功率的恒頻恒壓。同時采用矢量變換控制技術(shù)，通過調(diào)節(jié)雙饋發(fā)電機有功功率對風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對最大風(fēng)能的捕獲追蹤控制。但是，在通過增速齒輪箱進行變速操作時會發(fā)生機械抖動造成機械應(yīng)力的增加，最終引起齒輪箱的故障。

直驅(qū)—變流器系統(tǒng)，通常采用低速永磁同步發(fā)電機。低速永磁同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間是剛性耦合的，這樣在風(fēng)速小于切入風(fēng)速或者大于切出風(fēng)速時，這樣不僅給風(fēng)力機帶來高負荷和沖擊力，而且存在入網(wǎng)電壓諧波大，易發(fā)生電網(wǎng)諧波振蕩，短時過載成本高以及對電網(wǎng)電壓支撐能力較弱的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組在實際運行過程中，由于風(fēng)速的不穩(wěn)定而引起發(fā)電功率不穩(wěn)定以及采用齒輪箱結(jié)構(gòu)進行變速時設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，本發(fā)明提出了一種靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組。該風(fēng)力發(fā)電機組，包括主循環(huán)系統(tǒng)、地面補油系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)、主油箱、第一截止閥以及風(fēng)輪和發(fā)電機；其中，

所述主循環(huán)系統(tǒng)，包括液壓泵、變量馬達、高壓油路、低壓油路以及第一溢流閥、第一單向閥和第二截止閥；所述高壓油路位于所述液壓泵的出油口與所述變量馬達的進油口之間；所述低壓油路位于所述變量馬達的出油口與所述液壓泵的進油口之間；所述第一溢流閥位于所述高壓油路和所述低壓油路之間；所述第一單向閥和所述第二截止閥位于所述高壓油路上，且所述第二截止閥更靠近所述變量馬達；

所述地面補油系統(tǒng)，包括補油泵、補油油路以及第二溢流閥和第三溢流閥；所述補油泵的進油口與所述主油箱連接；所述補油油路的一端與所述補油泵的出油口連接，另一端與所述低壓油路連接；所述第二溢流閥位于所述低壓油路和回油油路之間；所述第三溢流閥位于所述補油油路和所述回油油路之間；其中，所述回油油路與所述主油箱連接；

所述蓄能系統(tǒng)，包括并聯(lián)蓄能器組、蓄能油路以及第一節(jié)流閥和第三截止閥；所述并聯(lián)蓄能器組由多個獨立的蓄能器并聯(lián)而成；所述蓄能油路的一端與所述并聯(lián)蓄能器組的油口連接，另一端與所述高壓油路連接且位于所述第一單向閥和所述第二截止閥之間；所述第一節(jié)流閥和所述第三截止閥并聯(lián)連接且同時位于所述蓄能油路上；

所述第一截止閥位于所述補油油路與所述回油油路之間；

所述風(fēng)輪與所述液壓泵的輸入軸連接；

所述發(fā)電機與所述變量馬達的輸出軸連接。

優(yōu)選的，該風(fēng)力發(fā)電機組還包括高空補油系統(tǒng)和壓力傳感器，所述高空補油系統(tǒng)包括高位補油箱、第二節(jié)流閥和第四截止閥；所述第二節(jié)流閥和所述第四截止閥位于所述高位補油箱和所述液壓泵的進油口之間，且所述第四截止閥采用電磁截止閥；所述壓力傳感器位于所述液壓泵的進油口端，用于檢測所述液壓泵的進油口壓力并輔助控制所述第四截止閥的通斷。

優(yōu)選的，所述主循環(huán)系統(tǒng)還包括第二單向閥、第四溢流閥和第五截止閥；第二單向閥位于所述液壓泵的進油口端；所述第五截止閥位于所述高壓油路上，且靠近所述液壓泵的出油口端；所述第四溢流閥位于所述高壓油路和所述低壓油路之間，且所述第四溢流閥的進油口位于所述液壓泵的出油口和所述第五截止閥之間，出油口位于所述液壓泵的進油口和所述第二單向閥之間。

進一步優(yōu)選的，所述主循環(huán)系統(tǒng)還包括第一換向閥、第五溢流閥、第六溢流閥和第三單向閥；所述第一換向閥位于所述高壓油路中且為兩位三通換向閥，用于控制第一油口與第二油口或第三油口之間的連接，其中第一油口與所述液壓泵的出油口端連接，第二油口與所述變量馬達的進油口端連接，第三油口與所述第五溢流閥的進油口連接，所述第五溢流閥的出油口與所述第三單向閥的進油口連接，所述第三單向閥的出油口與所述低壓油路連接，且位于所述第二單向閥的進油口端；所述第六溢流閥的進油口位于所述第五溢流閥和所述第三單向閥之間，出油口與所述回油油路連接。

優(yōu)選的，所述主循環(huán)系統(tǒng)還包括第二換向閥和第四單向閥；所述第二換向閥位于所述低壓油路中且為兩位三通換向閥，用于控制第一油口與第二油口或第三油口之間的連接，其中第一油口與所述變量馬達的出油口端連接，第二油口與所述液壓泵的進油口端連接，第三油口與所述高壓油路連接且位于所述第二截止閥和所述變量馬達的進油口之間；所述第四單向閥的進油口與所述主油箱連接，出油口與所述第二換向閥的第三油口連接。

優(yōu)選的，所述主循環(huán)系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓蓄能器，所述穩(wěn)壓蓄能器位于所述高壓油路中且靠近所述第一溢流閥的進油口端。

優(yōu)選的，所述主循環(huán)系統(tǒng)還包括一個調(diào)速閥，所述調(diào)速閥位于所述變量馬達的進油口處。

一種采用上述任意一項所述靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，

當(dāng)有發(fā)電需求，且風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時：第一截止閥和第三截止閥處于斷開狀態(tài)，第二截止閥和第五截止閥處于連通狀態(tài)；第一換向閥和第二換向閥的第一油口和第二油口連通，第三油口關(guān)閉；補油泵處于工作狀態(tài)；補油泵從主油箱吸入油液并輸送至液壓泵的進油口，液壓泵在風(fēng)輪的帶動下輸出高壓油液，高壓油液通過高壓油路流至變量馬達，驅(qū)動變量馬達轉(zhuǎn)動進而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能，變量馬達的出油口輸出低壓油液，一部分低壓油液通過低壓油路流至液壓泵的進油口，另一部分低壓油液通過第二溢流閥流至主油箱；補油泵從主油箱中吸入油液并通過補油油路輸送至低壓油路；

當(dāng)有發(fā)電需求，但風(fēng)速小于切入風(fēng)速或者大于切出風(fēng)速時：第一截止閥和第二截止閥處于連通狀態(tài)，第三截止閥和第四截止閥處于斷開狀態(tài)；第二換向閥的第一油口和第二油口連通，第三油口關(guān)閉；補油泵處于停機狀態(tài)；位于并聯(lián)蓄能器組內(nèi)的高壓油液通過蓄能油路和第一節(jié)流閥進入高壓油路，通過第二截止閥和調(diào)速閥后進入變量馬達，驅(qū)動變量馬達轉(zhuǎn)動進而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能，變量馬達的出油口輸出低壓油液，低壓油液通過第二換向閥和第一截止閥流至主油箱；

當(dāng)無發(fā)電需求，但風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時：第一截止閥和第二截止閥處于斷開狀態(tài)，第三截止閥、第四截止閥和第五截止閥處于連通狀態(tài)；第一換向閥的第一油口與第二油口連接，第三油口關(guān)閉，第二換向閥的第一油口與第三油口連接，第二油口關(guān)閉；補油泵處于運行狀態(tài)；補油泵從主油箱吸入油液并輸送至液壓泵的進油口，同時高位補油箱內(nèi)有的油液通過第二節(jié)流閥和第四截止閥向液壓泵的進油口補油，液壓泵在風(fēng)輪的帶動下輸出高壓油液，高壓油液依次通過第五截止閥、第一換向閥和第三截止閥后流至并聯(lián)蓄能器組中進行高壓油液的存儲；當(dāng)高壓油路中的油液壓力超過第一溢流閥的設(shè)定壓力值時，高壓油液通過第一溢流閥和第二溢流閥流至主油箱；

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組進行正常停車時：第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥和第四截止閥處于斷開狀態(tài)，第五截止閥處于連接狀態(tài)；第一換向閥和第二換向閥的第一油口和第三油口連接，第二油口關(guān)閉；補油泵處于運行狀態(tài)；液壓泵在風(fēng)輪的帶動下輸出高壓油液，高壓油液通過第五截止閥、第一換向閥、第五溢流閥以及第三單向閥和第二單向閥后重新流至液壓泵，形成閉環(huán)系統(tǒng)，其中流過第五溢流閥的部分高溫油液通過第六溢流閥流至主油箱，同時補油泵向液壓泵的進油口端補充油液；變量馬達的出油口流出的油液經(jīng)過第二換向閥和調(diào)速閥后重新流入變量馬達，形成閉環(huán)系統(tǒng)，同時通過第四單向閥從主油箱向該閉環(huán)系統(tǒng)中補充油液；

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組需要緊急停車時：第一截止閥和第四截止閥處于連通狀態(tài)，第二截止閥、第三截止閥和第五截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)；第一換向閥的第一油口和第二油口連接，第三油口關(guān)閉，第二換向閥的第一油口和第三油口連接，第二油口關(guān)閉；補油泵處于停機狀態(tài)；液壓泵在風(fēng)輪的帶動下輸出高壓油液，高壓油液流過第四溢流閥后重新流至液壓泵，形成閉式系統(tǒng)，同時高位補油箱通過第二節(jié)流閥和第四截止閥向液壓泵的進油口端補充油液；變量馬達出油口流出的油液經(jīng)過第二換向閥和調(diào)速閥后重新流入變量馬達，形成閉環(huán)系統(tǒng)，同時通過第四單向閥從主油箱向該閉環(huán)系統(tǒng)中補充油液。

優(yōu)選的，當(dāng)有發(fā)電需求，且風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時，以及當(dāng)無發(fā)電需求，但風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時，壓力傳感器對液壓泵的進油口壓力進行實時監(jiān)測，當(dāng)檢測進油口壓力低于液壓泵的最低吸入壓力時，第四截止閥進入連通狀態(tài)，高位補油箱內(nèi)的油液對液壓泵的進油口進行補油；當(dāng)進油口壓力高于液壓泵的最低吸入壓力時，第四截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

采用本發(fā)明靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組進行風(fēng)力發(fā)電，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明將液壓傳動技術(shù)引入風(fēng)力發(fā)電機組，通過風(fēng)輪直接驅(qū)動液壓泵進行高壓油液輸出，然后通過高壓油液驅(qū)動變量馬達輸出轉(zhuǎn)速，最終驅(qū)動發(fā)電機進行轉(zhuǎn)動發(fā)電。這樣在風(fēng)力發(fā)電機組正常工作過程中，根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動速度的變化，對變量馬達的自身擺角進行調(diào)整改變其排量，從而控制變量馬達的輸出轉(zhuǎn)速，進而穩(wěn)定發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。同時，通過調(diào)速閥的配合使用，對進入變量馬達的流量進行節(jié)流控制，實現(xiàn)對變量馬達轉(zhuǎn)速的精準(zhǔn)調(diào)整使其趨于工頻轉(zhuǎn)速，達到并網(wǎng)頻率所要求的偏差范圍內(nèi)，從而省去了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組中的齒輪箱和變流器，減輕機艙重量。并且通過將變量馬達和發(fā)電機安裝在地面并借助油液管路與固定在機架上放的液壓泵連接，這樣可以省去變量馬達和發(fā)電機的吊裝，以便于風(fēng)力發(fā)電機組的安裝和維護。

2、本發(fā)明通過設(shè)置蓄能系統(tǒng)，這樣在風(fēng)能富裕時，通過蓄能系統(tǒng)對風(fēng)輪帶動液壓泵輸出的高壓油液進行存儲收集，當(dāng)風(fēng)能不足時，再將蓄能系統(tǒng)作為單獨動力源或輔助動力源進行能量輸出驅(qū)動變量馬達帶動發(fā)電機進行發(fā)電。這樣，不僅可以對風(fēng)能進行更高效的利用，而且在無風(fēng)但有電力需求時，可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機組在短時間內(nèi)的持續(xù)發(fā)電，為電網(wǎng)的調(diào)度爭取時間。

3、在采用本發(fā)明的靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組進行停機操作時，首先借助葉片變槳或葉尖擾流器甩出的操作，使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速大幅下降；然后通過截止閥和換向閥，將液壓泵和變量馬達進行脫離并使液壓泵和變量馬達形成各自的循環(huán)系統(tǒng)，并通過液壓泵和變量馬達的自循環(huán)系統(tǒng)使液壓泵和變量馬達的轉(zhuǎn)速逐漸減速為零，達到液壓制動的作用；最后借助制動盤對風(fēng)輪和液壓泵之間的傳輸軸進行制動，完成停車操作。由于本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機組省略了齒輪箱，因此如果直接采取制動盤對低轉(zhuǎn)速大扭矩的風(fēng)輪進行機械剎車，則需要大尺寸的制動盤才能實現(xiàn)剎車操作，而且在此過程中會產(chǎn)生有害的沖擊載荷，對設(shè)備造成破壞。因此，本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機組通過采用液壓制動和機械制動相互結(jié)合的方法，不僅可以減小機械制動過程中的制動力，降低沖擊載荷，提高設(shè)備的工作安全性和使用壽命，而且降低了對制動盤的尺寸要求，進一步減輕了機艙的重量，降低了風(fēng)力發(fā)電機組的復(fù)雜性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組的總系統(tǒng)原理圖；

圖2為當(dāng)有發(fā)電需求且風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組進行工作的系統(tǒng)原理圖；

圖3為當(dāng)有發(fā)電需求但風(fēng)速小于切入風(fēng)速或者大于切出風(fēng)速時，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組進行工作的系統(tǒng)原理圖；

圖4為當(dāng)無發(fā)電需求但風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組進行工作的系統(tǒng)原理圖；

圖5為當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組進行正常停車時，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組進行工作的系統(tǒng)原理圖；

圖6為當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組需要緊急停車時，本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組進行工作的系統(tǒng)原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行詳細介紹。

結(jié)合圖1所示，靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組，包括主循環(huán)系統(tǒng)1、地面補油系統(tǒng)2、蓄能系統(tǒng)3、主油箱4、第一截止閥5以及風(fēng)輪6和發(fā)電機7。

主循環(huán)系統(tǒng)1為閉式液壓系統(tǒng)，包括液壓泵101、變量馬達102、高壓油路103、低壓油路104以及第一溢流閥105、第一單向閥106和第二截止閥107。高壓油路103位于液壓泵101的出油口與變量馬達102的進油口之間，低壓油路104位于變量馬達102的出油口與液壓泵101的進油口之間。第一溢流閥105位于高壓油路103和低壓油路104之間，第一單向閥106和第二截止閥107位于高壓油路103上，并且第二截止閥107更靠近變量馬達102。

優(yōu)選的，在液壓泵101的出油口端和變量馬達102的出油口端分別設(shè)有壓力流量傳感器81，分別用于檢測高壓油路103和低壓油路104中油液的壓力和流量，并經(jīng)過轉(zhuǎn)換為電流信號傳輸至控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對主循環(huán)系統(tǒng)1的遠程監(jiān)控。

地面補油系統(tǒng)2，包括補油泵201、補油油路202以及第二溢流閥203和第三溢流閥204。其中，補油泵201的進油口與主油箱4連接，出油口設(shè)有過濾器，用于提高輸入主循環(huán)系統(tǒng)1中油液的清潔度，以及設(shè)有單向閥，用于防止主循環(huán)系統(tǒng)1內(nèi)的液壓沖擊對補油泵201造成沖擊破壞。補油油路202的一端與201補油泵的出油口連接，另一端與低壓油路104連接。第二溢流閥203位于低壓油路104和回油油路401之間。第三溢流閥204位于補油油路202和回油油路401之間。其中，回油油路401與主油箱4連接。優(yōu)選的，所述補油泵201采用變量泵結(jié)構(gòu)，這樣在液壓泵101進口壓力不穩(wěn)定時，可以通過適當(dāng)增大補油泵201的排量，提高輸入低壓油路104的油液流量，從而避免液壓泵101出現(xiàn)吸空現(xiàn)象。

蓄能系統(tǒng)3，包括并聯(lián)蓄能器組301、蓄能油路302以及第一節(jié)流閥303和第三截止閥304。并聯(lián)蓄能器組301由多個獨立的蓄能器并聯(lián)而成，并且在每一個蓄能器的油口位置設(shè)有截止閥，以便于對單個蓄能器進行拆裝檢修而不影響并聯(lián)蓄能器組301的正常工作。另外，蓄能系統(tǒng)3直接放置和安裝在地面，以便于對蓄能系統(tǒng)3的拆裝。蓄能油路302的一端與并聯(lián)蓄能器組301的油口連接，另一端與高壓油路103連接且位于第一單向閥106和第二截止閥107之間，這樣由并聯(lián)蓄能器組301輸出的油液進入高壓油路103后，只能通過第二截止閥107流向變量馬達102。第一節(jié)流閥303和第三截止閥304并聯(lián)連接，并且同時位于蓄能油路302上。

其中，當(dāng)對并聯(lián)蓄能器組301進行高壓油液存儲時，即高壓油液由高壓油路103進入蓄能系統(tǒng)3時，第三截止閥304處于連通狀態(tài)，這樣高壓油液通過第三截止閥304可以快速進入蓄能器內(nèi)，從而快速的、低損耗的完成對高壓油液的存儲。當(dāng)對并聯(lián)蓄能器組301內(nèi)的高壓油液進行釋放操作時，即高壓油液由蓄能系統(tǒng)3進入高壓油路103時，第三截止閥304處于關(guān)閉狀態(tài)并開啟第一節(jié)流閥303，使存儲的高壓油液通過第一節(jié)流閥303進入高壓油路103中，這樣通過調(diào)節(jié)第一節(jié)流閥303的開口量，可以對高壓油液的釋放速度進行控制和穩(wěn)定，降低高壓油液釋放過程中產(chǎn)生的流量波動和液壓沖擊。

另外，在并聯(lián)蓄能器組301的油口位置以及第一節(jié)流閥303中靠近高壓油路103的油口端分別設(shè)有壓力流量傳感器81，分別用于采集和檢測進入并聯(lián)蓄能器組301內(nèi)的油液壓力和流量以及通過第一節(jié)流閥303進入高壓油路103中的油液壓力和流量，并以此作為調(diào)節(jié)變量馬達102擺角的參考值。此外，在并聯(lián)蓄能器組301的油口位置還設(shè)有一個安全閥305，用于限定并聯(lián)蓄能器組301內(nèi)存儲油液的最高壓力。

第一截止閥5位于補油油路202與回油油路401之間，當(dāng)?shù)谝唤刂归y5處于連通狀態(tài)時，補油油路202和低壓油路104直接與主油箱4連通，這樣可以對補油油路202和部分低壓油路104內(nèi)的油液進行快速泄油操作。

風(fēng)輪6與液壓泵101的輸入軸連接，發(fā)電機7與變量馬達102的輸出軸連接，并且發(fā)電機7和變量馬達102直接安裝在地面上，變量馬達102通過油液管路與塔架上方機艙內(nèi)的液壓泵101連接。這樣既可以減小機艙的尺寸和重量，也可以省去對變量馬達102和發(fā)電機7的吊裝操作。另外，在風(fēng)輪6的端面位置處設(shè)有速度傳感器82，用于檢測風(fēng)輪6的轉(zhuǎn)速。在液壓泵101的輸入軸以及變量馬達102的輸出軸位置設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器83，用于檢測傳動軸的轉(zhuǎn)速。這樣，可以對風(fēng)輪6和發(fā)電機7的運行情況進行實時的遠程監(jiān)控并可以及時發(fā)現(xiàn)問題。此外，在本發(fā)明中，發(fā)電機7采用勵磁同步發(fā)電機。

優(yōu)選的，該風(fēng)力發(fā)電機組還包括高空補油系統(tǒng)9和壓力傳感器84。高空補油系統(tǒng)9包括高位補油箱901、第二節(jié)流閥902和第四截止閥903。其中，第二節(jié)流閥902和第四截止閥903串聯(lián)連接，位于高位補油箱901和液壓泵101的進油口之間，并且第四截止閥903采用電磁截止閥。壓力傳感器84位于液壓泵101的進油口端，用于檢測液壓泵101的進油口壓力。這樣，當(dāng)壓力傳感器84檢測到液壓泵101的進油口壓力低于液壓泵101的最低進油壓力時，發(fā)出控制信號，使第四截止閥903切換至連通狀態(tài)，高位補油箱901內(nèi)的油液在大氣壓的作用下，通過第二節(jié)流閥902和第四截止閥903流至低壓油路104中，對液壓泵101的進油口進行及時補油。此外，通過調(diào)節(jié)第二節(jié)流閥902的開口量，可以對補油速度進行控制。另外，在本發(fā)明中，該高空補油系統(tǒng)9與液壓泵101同時位于塔架上方的機艙內(nèi)，這樣可以提高對液壓泵101補充油液的及時性和快速性，同時減少補油過程的沿程損失，保證補充油液的壓力穩(wěn)定性。

優(yōu)選的，主循環(huán)系統(tǒng)1還包括第二單向閥108、第四溢流閥109和第五截止閥110。其中，第二單向閥108位于液壓泵101的進油口端。第五截止閥110位于高壓油路103上，且靠近液壓泵101的出油口端。第四溢流閥109位于高壓油路103和低壓油路104之間，且第四溢流閥109的進油口位于液壓泵101的出油口和第五截止閥110之間，出油口位于液壓泵101的進油口和第二單向閥108之間。

優(yōu)選的，主循環(huán)系統(tǒng)1還包括第一換向閥111、第五溢流閥112、第六溢流閥113和第三單向閥114。第一換向閥111位于高壓油路103中，并且采用兩位三通換向閥結(jié)構(gòu)，用于控制第一油口與第二油口連接或第一油口與第三油口連接。其中，第一換向閥111的第一油口與液壓泵101的出油口端連接，第二油口與變量馬達102的進油口端連接，第三油口與第五溢流閥112的進油口連接。第五溢流閥112的出油口與第三單向閥114的進油口連接。第三單向閥114的出油口與低壓油路104連接，并且位于第二單向閥108的進油口端。第六溢流閥113的進油口位于第五溢流閥112和第三單向閥114之間，出油口與回油油路401直接連接。

優(yōu)選的，主循環(huán)系統(tǒng)1還包括第二換向閥115和第四單向閥116。第二換向閥115位于低壓油路104中并且采用兩位三通換向閥結(jié)構(gòu)，用于控制第一油口與第二油口連接或第一油口與第三油口連接。其中，第二換向閥115的第一油口與變量馬達102的出油口端連接，第二油口與液壓泵101的進油口端連接，第三油口與高壓油路103連接并且位于第二截止閥107和變量馬達102的進油口之間。第四單向閥116的進油口與主油箱4連接，出油口與第二換向閥115的第三油口連接。

優(yōu)選的，主循環(huán)系統(tǒng)1還包括穩(wěn)壓蓄能器117。穩(wěn)壓蓄能器117位于高壓油路103中，并且靠近第一溢流閥105的進油口端。這樣，在由于風(fēng)輪6的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定而引起液壓泵101的輸出油液存在流量脈動和液壓沖擊時，可以通過穩(wěn)壓蓄能器117對流量脈動和液壓沖擊進行及時快速的吸收平抑，使流至變量馬達102的油液保持平穩(wěn)，從而穩(wěn)定變量馬達102的輸出轉(zhuǎn)速，降低發(fā)電機7的功率波動。

優(yōu)選的，主循環(huán)系統(tǒng)1還包括第五單向閥118并且位于變量馬達102的出油口和補油油路202之間的低壓油路104上。用于阻止補油泵201輸出的補充油液進入低壓油路104后，直接流至液壓馬達102處，從而防止對液壓馬達102的正常運行造成影響。

優(yōu)選的，主循環(huán)系統(tǒng)1還包括一個調(diào)速閥119，并且位于變量馬達102的進油口處。通過調(diào)速閥119對進入變量馬達102的流量進行控制，以及對變量馬達102自身擺角的調(diào)整，實現(xiàn)對變量馬達102實際輸出轉(zhuǎn)速的控制。首先，對變量馬達102的自身擺角進行設(shè)定，確定變量馬達102的輸出轉(zhuǎn)速范圍；然后，對調(diào)速閥119的開口量進行調(diào)節(jié)，控制進入變量馬達102的實際流量，從而控制變量馬達102的最終輸出轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對發(fā)電機7的轉(zhuǎn)速控制并趨于工頻轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機7能夠直接并網(wǎng)發(fā)電，省去了變流器及復(fù)雜控制電路。

在本發(fā)明中，第一截止閥5、第二截止閥107、第三截止閥304以及第四截止903和第五截止閥110均采用電磁截止閥結(jié)構(gòu)，第一溢流閥105、第四溢流閥109和第五溢流閥112均采用比例溢流閥結(jié)構(gòu)。這樣可以通過遠程電流控制信號，實現(xiàn)對這些液壓元件的遠程控制，以便于實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組進行快速準(zhǔn)確的控制以及自動化控制。其中，針對600KW的風(fēng)力發(fā)電機組，本發(fā)明中的第一溢流閥105的最高設(shè)定壓力為30MPa，用于限定高壓油路103內(nèi)油液的最高壓力，保護主循環(huán)系統(tǒng)1的運行安全。第二溢流閥203和第六溢流閥113分別設(shè)定為1.5MPa，用于將系統(tǒng)內(nèi)的高溫油液引流至主油箱4內(nèi)，降低系統(tǒng)內(nèi)的油液溫度。第三溢流閥204設(shè)定為2MPa，用于限定補油泵201輸出的油液壓力。第四溢流閥109和第五溢流閥112分別設(shè)定的最高壓力為30MPa，用作負載使用時壓力設(shè)定值通過逐漸調(diào)整增大，從而調(diào)節(jié)相應(yīng)油路的壓力負載。

本發(fā)明靜液儲能式液壓傳動型風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法如下：

當(dāng)有發(fā)電需求，且風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時。風(fēng)速條件滿足風(fēng)力發(fā)電機組的正常運行，地面補油系統(tǒng)2輔助主循環(huán)系統(tǒng)1進行工作。

結(jié)合圖1和圖2所示，第一截止閥5和第三截止閥304處于斷開狀態(tài)，第二截止閥107和第五截止閥110處于連通狀態(tài)，并且第一換向閥111和第二換向閥115的第一油口和第二油口連通，第三油口關(guān)閉，補油泵201處于工作狀態(tài)。這樣，在高壓油路103和低壓油路104之間形成一個完整的閉式液壓系統(tǒng)。此時，液壓泵101在風(fēng)輪6的帶動下輸出高壓油液，高壓油液通過高壓油路103流至變量馬達102，期間依次通過第五截止閥110、第一換向閥111、第一單向閥106、第二截止閥107和調(diào)速閥119,驅(qū)動變量馬達102進行轉(zhuǎn)動，進而帶動發(fā)電機7轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能。變量馬達102的出油口輸出低壓油液，低壓油液通過第二換向閥115后，一部分通過第五單向閥118和第二單向閥108后流至液壓泵101的進油口，另一部分通過第二溢流閥203流至主油箱4。此外，補油泵201從主油箱4中吸入油液，并通過補油油路202輸送至低壓油路104中。這樣通過第二溢流閥203將一部分高溫油液回流至主油箱4，并通過補油泵201重新向低壓油路104補入低溫油液，從而對主循環(huán)系統(tǒng)1的油溫進行控制。

優(yōu)選的，在此過程中，壓力傳感器84對液壓泵101的進油口壓力進行實時監(jiān)測，當(dāng)進油口壓力低于液壓泵101的最低進油壓力時，第四截止閥903進入連通狀態(tài)，高位補油箱901內(nèi)的油液對液壓泵101的進油口進行及時補油；當(dāng)進油口壓力高于液壓泵101的最低進油壓力時，第四截止閥903處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣可以避免在補油泵201出現(xiàn)問題時，由于無法提供足夠油液而引起液壓泵101的吸空問題。

當(dāng)有發(fā)電需求，但風(fēng)速小于切入風(fēng)速或者大于切出風(fēng)速時。風(fēng)輪6進入停機狀態(tài)停止轉(zhuǎn)動，由蓄能系統(tǒng)3作為動力單元，維持發(fā)電機7的正常發(fā)電。

結(jié)合圖1和圖3所示，第一截止閥5和第二截止閥107處于連通狀態(tài)，第三截止閥304和第四截止閥903處于斷開狀態(tài)，第二換向閥115的第一油口和第二油口連通，第三油口關(guān)閉，補油泵201處于停機狀態(tài)。此時，高壓油路103被第一單向閥106切斷，低壓油路104被第一截止閥5直接連接至主油箱4。這樣，由蓄能系統(tǒng)3作為動力單元，變量馬達102作為執(zhí)行單元以及主油箱4作為回油箱，形成一個開式液壓系統(tǒng)。并聯(lián)蓄能器組301內(nèi)部存儲的高壓油液，通過蓄能油路302和第一節(jié)流閥303進入高壓油路103，流經(jīng)第二截止閥107和調(diào)速閥119后進入變量馬達102，驅(qū)動變量馬達102轉(zhuǎn)動，進而帶動發(fā)電機7轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能。變量馬達102的出油口輸出低壓油液，低壓油液通過第二換向閥115、第五單向閥118和第一截止閥5后，流至主油箱4。

當(dāng)無發(fā)電需求，但風(fēng)速位于切入風(fēng)速和切出風(fēng)速之間時。風(fēng)速條件滿足風(fēng)輪6的運轉(zhuǎn)，并可以驅(qū)動液壓泵101輸出高壓油液，這樣由蓄能系統(tǒng)3對液壓泵101輸出的高壓油液進行存儲。

結(jié)合圖1和圖4所示，第一截止閥5和第二截止閥107處于斷開狀態(tài)，第三截止閥304和第五截止閥110處于連通狀態(tài)。第一換向閥111的第一油口與第二油口連接，第三油口關(guān)閉，第二換向閥115的第一油口與第三油口連接，第二油口關(guān)閉，補油泵201處于工作狀態(tài)。此時，高壓油路103被第二截止閥107切斷，低壓油路104被第二換向閥115切斷，這樣變量馬達102被隔離。補油泵201從主油箱4中吸入油液，并通過補油油路202和第二單向閥108輸送至液壓泵101的進油口端，液壓泵101在風(fēng)輪6的帶動下輸出高壓油液，并依次通過第五截止閥110、第一換向閥111、第一單向閥106和第三截止閥304后，流至并聯(lián)蓄能器301中進行高壓油液的存儲。其中，當(dāng)高壓油路103中的油液壓力超過第一溢流閥105的設(shè)定壓力值時，高壓油液通過第一溢流閥105和第二溢流閥203流至主油箱4。此時，第五單向閥118的出油口端油液壓力大于進油口端油液壓力，因此始終處于關(guān)閉狀態(tài)。另外，如果在此過程中風(fēng)速突然下降并且降幅較大，那么為了避免高壓油路內(nèi)出現(xiàn)液壓沖擊而對液壓泵101以及風(fēng)輪6造成影響，則需要對第一溢流閥105的壓力值進行適當(dāng)降低，進而對高壓油路103內(nèi)的油液進行適當(dāng)?shù)男箟翰僮鳌．?dāng)風(fēng)速恢復(fù)平穩(wěn)后，再逐漸調(diào)整第一溢流閥105的壓力值為系統(tǒng)的安全壓力值。

另外，在此過程中通過調(diào)整補油泵201的排量，以及通過壓力傳感器84對液壓泵101進油口壓力的檢查，控制第四截止閥903的通斷進而借助高位補油箱901對液壓泵101進行補油操作，從而避免液壓泵101進油口出現(xiàn)吸空現(xiàn)象，保證液壓泵101的正常工作。

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組進行正常停車時，首先借助葉片變槳或葉尖擾流器甩出的操作，使風(fēng)輪6的轉(zhuǎn)速大幅下降，然后對液壓泵101和變量馬達102進行減速操作，使風(fēng)輪6和發(fā)電機7的轉(zhuǎn)速減為零，最后再借助制動設(shè)備進行機械停車。其中，在對液壓泵101和變量馬達102進行減速操作時，要求避免出現(xiàn)液壓沖擊和吸空現(xiàn)象。

結(jié)合圖1和圖5所示，第一截止閥5、第二截止閥107、第三截止閥304以及第四截止閥903處于斷開狀態(tài)，第五截止閥110處于連接狀態(tài)，第一換向閥111和第二換向閥115的第一油口和第三油口連接，第二油口關(guān)閉，補油泵201處于運行狀態(tài)。這樣，主循環(huán)系統(tǒng)1被第一換向閥111、第二截止閥107、第五單向閥118和第二換向閥115切成兩部分，一部分為液壓泵101的大循環(huán)系統(tǒng)，并由補油泵201進行油液補充；另一部為變量馬達102的自循環(huán)系統(tǒng)，并從主油箱4自吸補油。液壓泵101在風(fēng)輪6的帶動下輸出高壓油液，高壓油液通過第五截止閥110、第一換向閥111、第五溢流閥112、第三單向閥114和第二單向閥108后重新流至液壓泵101，形成閉環(huán)系統(tǒng)。其中，流過第五溢流閥112的部分高溫油液通過第六溢流閥113流至主油箱4，同時補油泵201向液壓泵101的進油口端補充油液。這樣，通過從零壓力開始，對第五溢流閥112的設(shè)定壓力值進行實時調(diào)整，使液壓泵101的大循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的壓力負載逐漸增大，實現(xiàn)液壓泵101的減速操作。變量馬達102的出油口流出的油液經(jīng)過第二換向閥115和調(diào)速閥119后重新流入變量馬達102形成閉環(huán)系統(tǒng)，同時通過第四單向閥116從主油箱4向該閉環(huán)系統(tǒng)中補充油液，從而避免變量馬達102的減速停車過程中發(fā)生吸空現(xiàn)象。此外，為了防止高壓油路103中的高壓油液通過第二換向閥115流至變量馬達102的出油口端對變量馬達102造成影響，在第二換向閥115的第三油口和高壓油路103之間可以設(shè)置一個單向閥，從而避免高壓油液通過第二換向閥115流至變量馬達102的出油口端。

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組需要緊急停車時，例如，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障造成液壓泵吸油不足時，要求液壓泵101快速停止，并且要求避免出現(xiàn)液壓沖擊和吸空現(xiàn)象。

結(jié)合圖1和圖6所示，第四截止閥903處于連通狀態(tài)，第二截止閥107、第三截止閥304和第五截止閥110處于關(guān)閉狀態(tài)，第二換向閥115的第一油口和第三油口連接，第二油口關(guān)閉，補油泵201處于停機狀態(tài)。這樣，主循環(huán)系統(tǒng)1被第五截止閥110、第二截止閥107、第二單向閥108和第二換向閥115切成兩部分，一部分為液壓泵101的小循環(huán)系統(tǒng)，并由高位補油系統(tǒng)9進行油液補充；另一部為變量馬達102的自循環(huán)系統(tǒng)，并從主油箱4自吸補油。液壓泵101在風(fēng)輪6的帶動下輸出高壓油液，高壓油液流過第四溢流閥109后重新流至液壓泵101，形成閉式液壓系統(tǒng)。其中，通過從零壓力開始，對第四溢流閥109的設(shè)定壓力值進行實時調(diào)節(jié)，使液壓泵101的小循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的壓力負載逐漸增大，實現(xiàn)液壓泵101的減速停止操作。同時高位補油箱901內(nèi)的油液在大氣壓的作用下，通過第二節(jié)流閥902和第四截止閥903向液壓泵101的進油口端進行油液補充。這樣通過縮短該循環(huán)系統(tǒng)的油路長度，并通過高位補油系統(tǒng)9的快速補充油液，實現(xiàn)液壓泵101的快速停機操作。變量馬達102與正常停機過程相同，此處不再重復(fù)敘述。另外，第一截止閥5處于連通狀態(tài)，這樣可以將補油油路202和部分低壓油路104中的油液通過第一截止閥5快速引流至主油箱4中。