一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法
专利汇可以提供一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种储能式液压型 风 力 发 电机 组并网转速控制系统及方法，属于 风力 发电技术的技术领域，其包括风力机部分、液压传动部分、液压储能部分和发电部分，当风电机组进行并网转速控制时，变量 泵 马 达摆 角 控制优先，控制储能系统 能量 转换，快速调节并稳定变量马达转速。然后通过间接流量反馈加直接转速闭环控制变量马达摆角，实现变量马达转速的精确控制。同时控制比例节流 阀 阀口开度，对变量马达转速进行微调，实现变量马达转速的精确控制，并且可以在系统能量过多时对多余能量进行耗散，保证系统安全。本发明通过三变量协调控制可解决系统并网转速精确控制的问题，提高能量利用率，同时保证系统安全运行。，下面是一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法，其特征在于，包括：风力机部分、液压传动部分、液压储能部分以及发电部分，所述风力机部分与液压传动部分、液压传动部分与液压储能部分、液压储能部分与发电部分为同轴刚性连接；
所述风力机部分包括风速传感器（1）、风轮（2）、第一连接轴（3），所述风轮（2）附近安装风速传感器（1），所述第一连接轴（3）与风轮（2）转动连接；
所述液压传动部分包括安装在第一连接轴（3）上的第一转速转矩传感器（4）、定量泵（5）、高压管路（6）、第一单向阀（7）、第二单向阀（8）、第一溢流阀（9）、补油泵（10）、补油油箱（11）、安全阀（12）、流量传感器（13）、转速控制器（14）、变量马达（15）、第二连接轴（16）、第二转速转矩传感器（17）、低压管路（28）、比例节流阀（29）、第一压力传感器（30）、第二压力传感器（31）；
所述定量泵（5）进油口从低压管路（28）吸油，并通过定量泵（5）压油口传到高压管路（6）输出高压油；所述变量马达（15）吸油口与高压管路（6）相连，所述变量马达（15）的排油口与低压管路（28）相连；所述高压管路（6）上设置流量传感器（13）、比例节流阀（29）、第一压力传感器（30）和第二压力传感器（31），其中第一压力传感器（30）与比例节流阀（29）的进油口相连，第二压力传感器（31）与比例节流阀（29）的出油口相连；所述安全阀（12）跨接在高压管路（6）和低压管路（28）之间；所述补油泵（10）吸油口与补油油箱（11）相连，所述补油泵（10）压油口分别连接第一单向阀（7）和第二单向阀（8）的一端，所述第一单向阀（7）的另一端连接到高压管路（6），所述第二单向阀（8）的另一端连接到低压管路（28）；所述第一溢流阀（9）跨接在补油泵（10）压油口与补油油箱（11）之间；
所述液压储能部分包括储能系统油箱（18）、变量泵马达（19）、气囊式蓄能器（20）、活塞式蓄能器（21）、氮气瓶组（22）、第三连接轴（23）、第三转速转矩传感器（24），所述变量泵马达（19）油口与储能系统油箱（18）相连，所述变量泵马达（19）排油口与气囊式蓄能器（20）、活塞式蓄能器（21）以及氮气瓶组（22）连接；
所述发电部分包括发电机（25）、多功能仪表（26）、电网（27），所述发电机（25）由变量泵马达（19）同轴驱动发电，所述发电机（25）产生的电能输送到电网（27），所述发电机（25）与电网（27）之间安装多功能仪表（26）；
所述第二连接轴（16）上安装第二转速转矩传感器（17），所述第二连接轴（16）用于同轴连接变量马达（15）和变量泵马达（19）；所述第三连接轴（23）上安装第三转矩转速传感器（24），所述第三连接轴（23）用于同轴连接变量泵马达（19）和发电机（25）；所述转速控制器（14）输入端分别连接第一转速转矩传感器（4）、第二转速转矩传感器（17）、第三转速转矩传感器（24）、多功能仪表（26）、风速传感器（1）、流量传感器（13）、第一压力传感器（30）、第二压力传感器（31），所述转速控制器（14）输出端分别连接比例节流阀（29）、变量马达（15）、变量泵马达（19）。
2.根据权利要求1所述的一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法，
其特征在于，在并网控制过程中，控制方法为：
转速控制器（14）通过第二转速转矩传感器（17）采集变量马达（15）的转速，当采集到变量马达（15）的转速低于或高于1500r/min，转速控制器（14）输出控制信号到变量泵马达（19），将气囊式蓄能器（20）和活塞式蓄能器（21）中的液压能转换为变量马达（15）的动能或将变量马达（15）多余的动能转换为气囊式蓄能器（20）和活塞式蓄能器（21）中液压能，使变量马达（15）转速快速调整到1500r/min，从而控制同轴相连的发电机（25）转速稳定在1500±6r/min。
3.根据权利要求1或2所述一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法，
其特征在于：所述转速控制器（14）通过风速传感器（1）采集当前风速，通过第一转速转矩传感器（4）采集定量泵（5）转速，通过多功能仪表（26）采集发电机（25）输出功率和电网（27）电压，通过第二转矩转速传感器（17）采集变量马达（15）转速，通过流量传感器（13）采集的定量泵（5）流量来计算变量马达（15）排量，为变量马达（15）摆角提供基准，与转速闭环计算的摆角偏差作比较，得到控制信号，通过转速控制器（14）输出控制信号到变量马达（15），实现对变量马达（15）摆角控制，改变变量马达（15）排量，对变量马达（15）转速进行微调，使变量马达（15）转速稳定在1500r/min。
4.根据权利要求1或2所述一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法，
其特征在于：所述转速控制器（14）通过第一压力传感器（30）采集比例节流阀（29）入口处压力，通过第二压力传感器（31）采集比例节流阀（29）出口处压力，然后转速控制器（14）输出控制信号到比例节流阀（29），对比例节流阀（29）开度控制，实现对变量马达（15）转速微调，使变量马达（15）转速进一步稳定在1500r/min；
同时，当系统输入能量过多，所述气囊式储能器（20）和活塞式储能器（21）存满的情况下，通过对比例节流阀（29）开度控制，将多余能量耗散。
一种储能式液压型风力发电机组并网转速控制系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述风力机部分包括风速传感器、风轮、第一连接轴，所述风轮附近安装风速传感器，所述第一连接轴与风轮转动连接；
所述液压传动部分包括安装在第一连接轴上的第一转速转矩传感器、定量泵、高压管路、第一单向阀、第二单向阀、第一溢流阀、补油泵、补油油箱、安全阀、流量传感器、转速控制器、变量马达、第二连接轴、第二转速转矩传感器、低压管路、比例节流阀、第一压力传感器、第二压力传感器；
所述定量泵进油口从低压管路吸油，并通过定量泵压油口传到高压管路输出高压油；
所述变量马达吸油口与高压管路相连，所述变量马达的排油口与低压管路相连；所述高压管路上设置流量传感器、比例节流阀、第一压力传感器和第二压力传感器，其中第一压力传感器与比例节流阀的进油口相连，第二压力传感器与比例节流阀的出油口相连；所述安全阀跨接在高压管路和低压管路之间；所述补油泵吸油口与补油油箱相连，所述补油泵压油口分别连接第一单向阀和第二单向阀的一端，所述第一单向阀的另一端连接到高压管路，所述第二单向阀的另一端连接到低压管路；所述第一溢流阀跨接在补油泵压油口与补油油箱之间；
所述液压储能部分包括储能系统油箱、变量泵马达、气囊式蓄能器、活塞式蓄能器、氮气瓶组、第三连接轴、第三转速转矩传感器，所述变量泵马达油口与储能系统油箱相连，所述变量泵马达排油口与气囊式蓄能器、活塞式蓄能器以及氮气瓶组连接；
所述发电部分包括发电机、多功能仪表、电网，所述发电机由变量泵马达同轴驱动发电，所述发电机产生的电能输送到电网，所述发电机与电网之间安装多功能仪表；
所述第二连接轴上安装第二转速转矩传感器，所述第二连接轴用于同轴连接变量马达和变量泵马达；所述第三连接轴上安装第三转矩转速传感器，所述第三连接轴用于同轴连接变量泵马达和发电机；所述转速控制器输入端分别连接第一转速转矩传感器、第二转速转矩传感器、第三转速转矩传感器、多功能仪表、风速传感器、流量传感器、第一压力传感器、第二压力传感器，所述转速控制器输出端分别连接比例节流阀、变量马达、变量泵马达。
具体实施方式
风力机部分主要包括风速传感器1、风轮2、第一连接轴3。
30采集比例节流阀29入口处压力，通过第二压力传感器31采集比例节流阀29出口处压力。
然后转速控制器14输出控制信号到比例节流阀29，实现对比例节流阀29开度控制，实现对变量马达15转速微调，使变量马达15转速更精确地稳定在1500r/min。通过控制变量马达15摆角和比例节流阀29开度，实现对变量马达15转速的精确控制。
15转速更精确地稳定在1500r/min。同时，转速控制器14通过第一压力传感器30采集比例节流阀29入口处压力，通过第二压力传感器31采集比例节流阀29出口处压力。然后转速控制器14输出控制信号到比例节流阀29，实现对比例节流阀29开度控制，实现对变量马达15转速微调，使变量马达15转速更精确地稳定在1500r/min。通过控制变量马达15摆角和比例节流阀29开度，实现对变量马达15转速的精确控制。同时，在液压储能部分中的气囊式储能器
20、活塞式储能器21及氮气瓶组22的存储容量到达最大时，对比例节流阀29开度控制，可以保证系统能量过高时，对系统中多余能量进行耗散，以保证系统工作安全。该系统有三个可控变量：变量泵马达19摆角、变量马达15摆角、比例节流阀29开度；首先通过调节变量泵马达摆角，实现蓄能器对液压能的储存和释放，节约了能量的同时，最快速度地将变量马达转速稳定在1500r/min附近。之后通过调节变量马达摆角和比例节流阀开度，使变量马达转速更精确地稳定在1500r/min，同时，比例节流阀可以在系统能量过多时，对系统能量进行耗散，保证系统工作安全。三变量协调控制的过程中，即保证了系统响应的快速性，又保证了控制的精度和系统运行的安全。
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