专利汇可以提供兆瓦级风电机组变速、变距控制系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 风 力 发电控制系统,适合在兆瓦级风 电机 组变速、变桨距控制使用,其结构由控制部分、检测部分及驱动三部分组成,其中控制部分由主 控制器 ,即为运行控制器、变距控制器和变速控制器三部分组成;检测部分由风轮 转子 、传动机构、双馈发电机 定子 、绕线转子、转差励磁变频电源和 脉宽调制 逆变电源等部件 传感器 组成;驱动部分由不同功能的 伺服电机 组成,其联接是检测部分的机组部件分别以传感器 信号 输出,控制部分由 主控制器 即运行控制器、变距控制器和变速控制器三部分组成,这些控制输出直接由控制输出联接驱动模板;驱动模板输出联接到由不同功能的伺服电机,按控制要求各部分协调运行,具有结构简单、工作稳定可靠、机械传动控制灵活。,下面是兆瓦级风电机组变速、变距控制系统专利的具体信息内容。
1、一种兆瓦级风电机组变速、变距控制系统,其特征在于该系统由控 制、检测及驱动三部分组成,其中控制部分由主控制器(10),即为运行控制 器、变桨距控制器(11)和变速控制器(12)三部分组成;检测部分由机组 风轮转子(1)、传动机构(2)、双馈发电机转子(3)、定子(4)、转差励磁 变频电源(6)和脉宽调制逆变电源(7)部件组成;驱动部分由控制输出驱 动模板和不同功能的伺服电机,有偏航、冷却伺服电机装置(14),液压伺服 机构(15)和继电控制装置(16)组成,其联接是检测部分的机组风轮转子 (1)、传动机构(2)、双馈发电机转子(3)、定子(4)、转差励磁变频电源 (6)和脉宽调制逆变电源(7),分别以传感器信号输出,其中信号转换成控 制器可接收的标准信号,数字信号低电平0V、高电平24V,模拟信号4-20mA 联接到计算机运行状态,参数检测系统(5),进行信号处理采样输入端,并 送入参数采集系统,有输入开关状态、气象电网参数、发电机运行参数及系 统运行状态(9);控制部分由主控制器即运行控制器(10)、变桨距控制器(11) 和变速控制器(12)三部分组成,这些控制输出直接联接到控制输出驱动模 板(13);驱动模板输出联接到驱动部分由不同功能的伺服电机,有偏航、冷 却伺服电机装置(14)、液压伺服机构(15)、继电控制装置(16)输入端, 按控制要求各部分协调运行。
2、按权利要求1所述的控制系统,其特征在于主控制器即控制系统的 核心控制器,控制器的核心由不同功能的接口电路即控制选通电路、输入光 电隔离电路、霍尔电量传感接口电路、开关量输入隔离电路、变速控制器接 口电路与输出控制驱动电路,其中,机舱温度、液压油温度和其它部件温度 通过控制选通电路输入到可编程控制器;低速轴转速;高速轴转速、风速、 风向等通过输入光电隔离电路输入到可编程控制器;定子a相电压、定子b 相电压及转子a、b、c相电压电流通过霍尔电量传感器接口电路输入到可编 程控制器;震动信号、电机过载和其它开关信号通过开关量输入隔离电路输 入到可编程控制器;变速控制器接口电路输出联接到定子并网、转子励磁和 各设备输入端,输出控制驱动电路输出端分别接有控制箱加热、齿轮加热和 不同设备输入端。
3、按权利要求1所述的控制系统,其特征在于变桨距控制器主要由桨 叶迎风位置检测传感器、桨距调节速度检测传感器、位置调节器、速度调节 器,变桨距执行机构和液压伺服机构等组成,变桨距控制器按智能控制模块 给定的控制目标,分别调节变桨距机构的位置和速度,完成风电机组的变桨 距控制,变桨距控制是使风电机组保持额定风速以上输出恒定额定功率,而 通过叶片沿其纵向轴心转动来调节桨叶迎风角的功率控制,其主要调节方式 分为三个阶段:第一阶段为开机阶段,当风力机达到运行条件时,计算给定 桨叶节距角,第一步节距角调节到28°左右;当转速达到一定的转速(如1 /2额定转速)时,再调节到开平桨的角度(如0°),直到风力机达到额定 转速并网发电;第二阶段为:当风速低于额定风速值时,即输出功率小于额 定功率时,桨叶节距角保持在开平桨位置不变;第三阶段是:当风速大于额 定风速值时,且功率达到额定后,变桨距调节系统投入运行。
4、按权利要求1所述的控制系统,其特征在于变速控制器分成三大部 分:变速控制核心控制器硬件、变速控制原理实现软件、变速控制器主电路, 变速控制是采用矢量控制技术,对转差变频电源的频率、相位、幅值进行调 节,达到发电机进行励磁电流调节目的,实现风轮转子按控制目标进行调节 的控制,控制以机组转速和功率优化控制、定子和转子并网发电控制为主, 并网采用两种办法,a双馈发电机同步机并网调节方法,b转速一旦超过并网 转速的范围式的强制并网方式,随着风速不断增加,判断机组是否满足转子 发电条件,在本系统中转子发电条件为风速过额定功率点、四象限变流器工 作稳定和转速过同步点同时满足;转子发电并向电网馈电是本系统技术特色 之一,由电网侧脉宽调制逆变器的实现转子向电网回馈送电,系统的恒频恒 压、转速和功率优化控制由电机侧的调转差励磁变频器的电流幅值、相位和 频率来实现,控制方式可采用主控给定的方式,也可变速控制器自行计算优 化给定值。
5、按权利要求1所述的控制系统,其特征在于恒频控制采用双馈绕线 型感应发电机,其定子绕组直接接入电网,转子绕组由一台频率、电压可调 的低频电源供给三相低频励磁电流,当转子绕组通过三相低频电流时,在转 子中形成一个低速旋转磁场,这个磁场的旋转速度(n2)与转子的风轮转速 (nr)相叠加,使其等于定子的同步转速(n1),nr±n2=m1,发电机定子绕组 中感应出相应于的工频电压,当风速变化时,转速nr随之而变化,在nr变化 的同时,相应改变转子电流的频率和旋转磁场的速度n2,以补偿电机转速的 变化,保持输出频率恒定不变,系统中所采用的低频电源是将一种频率变换 成另一种较低频率的电力变换装置即系统的转差励磁变频器,为了获得较好 的输出电压和电流波形,输出频率一般不超过输入频率的三分之一,由于转 差励磁变频器处在发电机的转子回路,其容量一般不超过发电机额定功率的 36%,本系统中的发电机可以超同步运行,也可以次同步速运行,在前一种 情况下,除定子向电网馈送电力外,转子也向电网馈送一部分电力;在后一 种情况下,则在定子向电网馈送电力的同时,需要向转子馈入部分电力。
6、按权利要求1所述的控制系统,其特征在于变速控制器主要有转差 励磁变频器、脉宽调制逆变器、直流母线、K1、K2、K3控制接触器、滤波器 组成,其中转差励磁变频器、直流母线和脉宽调制逆变器构成四象限变流器 主电路,主电路中直流母线两侧电路的拓扑结构相同,以IGBT逆变/整流桥 和驱动电路为主要组成,他们之间由直流母线电容电阻连接,母线电压视发 电机定子和转子发出电压而定,发电机转子发出的电压一般低于定子的电压, 但转子向电网馈电时,电路必须采用斩波升压实现逆变上网,本电路在电网 侧脉宽调制逆变器出口接入电感、电容L1、L2、L3、C1、C2、C3,与IGBT 脉宽调制相结合,实现转子低电压发电并网能量回馈,同时,这些电容和电 感还是正弦波滤波器的一部分。
7、按权利要求1所述的控制系统,其特征在于核心控制器由主CPU板 和外围接口电路板两大部分组成,主CPU板的微处理芯片为TMS320F240,总 线上扩展了65K16位程序存储器,64K16位数据存储器,提供12路PMW输出, 2路10位通道A/D输出,3个16位通用定时器输出,系统具有SPI和通用 RS-232接口,16路A/D输入接口,扩展一片MP7680JE接口,具有4路12 位D/A输出,扩展两片SR128KX8R型快速闪存器,使系统具有128*16位 SRAM程序和数字存储器,总线挂有4片74ACT245总线驱动器,常规的控制 输出,这些器件电路构成了DSP高性能数字微处理系统,外围接口电路板由 四大部分组成,数字信号输入处理、隔离电路,模拟信号输出/输入选通、 放大、隔离电路,PWM波输出稳幅隔离电路,开关信号输出放大隔离电路。
本发明涉及一种风力发电控制系统,适合在兆瓦级风电机组变速、变桨 距控制使用。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
风电参与调频的多端柔性直流输电系统频率稳定控制方法 | 2020-05-08 | 574 |
面向风速波动的双馈风电系统无功功率主动控制方法 | 2020-05-14 | 661 |
均衡DFIG定子与电网侧逆变器之间的无功电流 | 2020-05-20 | 223 |
风力涡轮机转换器 | 2020-05-14 | 418 |
用于脱离线状电网的双馈感应发电机风力系统的控制策略 | 2020-05-14 | 251 |
一种改进的双馈感应发电机低电压穿越控制方法 | 2020-05-17 | 710 |
双馈感应风力发电系统的仿真方法 | 2020-05-08 | 269 |
利用功率电子接口的对能量资源的故障电流增强 | 2020-05-15 | 952 |
一种用于控制连接到电网的电力系统的系统和方法 | 2020-05-11 | 996 |
一种风光互补混合微电网故障处理系统及故障处理方法 | 2020-05-18 | 511 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。