一种基于双馈机组的风力发电控制系统的制作方法

1.本发明涉及风力发电控制技术领域，更具体的说是涉及一种基于双馈机组的风力发电控制系统。


背景技术：

2.目前，随着经济的不断发展，人们对能源的需求越来越大，不可再生资源的储备量受到严重的威胁，因而人们逐渐将目光转向可再生资源，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，因而促使风力发电机的不断创新
3.但是，中小型风力发电机的安全控制存在诸多隐患，主要体现如下方面：(1)不能实现大风工况下的可靠停机，现有制动机构多为安装在风力发电机低速轴上的鼓式或盘式制动器，由于制动力矩有限，不能实现在大风工况下的安全制动，仅仅可以作为一种停机维护的锁定装置。(2)寿命短，由于制动力矩有限，大风工况下停机造成制动蹄摩擦材料磨损严重，更换频繁。(3)可靠性低，由于不能实现大风工况下的可靠停机，频频造成风轮超速，电机烧毁的现象。(4)自动化程度低，现有制动系统多采用手动，无法实现风力发电机的自动开停机控制。
4.因此，如何提供一种基于双馈机组的风力发电控制系统是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种基于双馈机组的风力发电控制系统，通过所述双馈机组控制单元连接所述数据处理单元，所述数据处理单元连接数据采集单元，所述数据处理单元用于所述数据采集单元传送数据的计算并上传给所述双馈机组控制单元，实现所述双馈机组控制单元对风力发电机组进行控制。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种基于双馈机组的风力发电控制系统，包括：监控单元，双馈机组控制单元，数据处理单元，数据采集单元，控制单元；
8.所述监控单元包括监控面板，所述监控面板设有监控功能区，所述监控功能区包括叶片的动态画面及图形显示区、相应区域的设备状况、动态的模拟显示区、故障及时报警区；
9.所述监控面板连接双馈机组控制单元，所述双馈机组控制单元用于对风力发电机组的控制，所述双馈机组控制单元连接所述数据处理单元，所述数据处理单元连接数据采集单元，所述数据处理单元用于所述数据采集单元传送数据的计算并上传给所述双馈机组控制单元，所述数据处理单元还与所述控制单元连接。
10.优选的，所述数据采集单元包括风力发电设备数据采集单元、整流设备数据采集单元、逆变设备数据采集单元，数据采集单元还设有风力机组的转速采集电路、发电机的电压采集电路、直流侧电感的电压和电流采集电路、网侧的交流电压采集电路及直流母线电
压采集电路，所述数据处理单元连接控制单元，所述控制单元包括变桨距控制单元、偏航控制单元、并网控制单元。
11.优选的，还包括环境温度检测器和环境湿度检测器，所述环境温度检测器和环境湿度检测器分别对环境温度和环境湿度进行实时检测和监控，并将检测数据发送给所述控制单元，所述控制单元内预设有参考湿度值和参考温度值。
12.优选的，还包括叶片转速检测单元，用以检测叶片的转速值，并将转速值发送至所述控制单元，当转速值大于临界转速值时，所述控制单元减小电源输出功率。
13.优选的，所述双馈机组控制单元包括主控单元和从控单元，所述主控单元用于风机的安全链、功率变流器、偏航系统、油冷和水冷系统的控制，所述从控单元用于轮毂系统、风速风向采集和ups充放电管理。
14.优选的，还设置有触摸屏，触摸屏输入控制参数、显示风力发电状况数据，通过蓝牙芯片、wi-fi芯片将数据无线输出给控制人员的智能终端。
15.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种通过所述双馈机组控制单元连接所述数据处理单元，所述数据处理单元连接数据采集单元，所述数据处理单元用于所述数据采集单元传送数据的计算并上传给所述双馈机组控制单元，实现所述双馈机组控制单元对风力发电机组进行控制。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1附图为本发明提供的系统整体结构示意图。
18.图2附图为本发明提供的数据采集单元结构示意图。
19.图3附图为本发明提供的控制单元结构示意图。
20.其中，1为监控单元，2为双馈机组控制单元，3为数据处理单元，4为数据采集单元，5为控制单元，6为环境温度检测器，7为环境湿度检测器，8为叶片转速检测单元，11为监控面板，41为风力发电设备数据采集单元，42为蒸馏设备数据采集单元，43为逆变设备数据采集单元，51为变桨距离控制单元，52为偏航控制单元，53为并网控制单元。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
22.在本技术中，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过
程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
23.本发明实施例公开了一种基于双馈机组的风力发电控制系统，包括：监控单元1，双馈机组控制单元2，数据处理单元3，数据采集单元4，控制单元5；
24.监控单元1包括监控面板11，监控面板11设有监控功能区，监控功能区包括叶片的动态画面及图形显示区、相应区域的设备状况、动态的模拟显示区、故障及时报警区；
25.监控面板11连接双馈机组控制单元2，双馈机组控制单元2用于对风力发电机组的控制，双馈机组控制单元2连接数据处理单元3，数据处理单元3连接数据采集单元4，数据处理单元3用于数据采集单元4传送数据的计算并上传给双馈机组控制单元2，数据处理单元3还与控制单元5连接。
26.为进一步优化上述技术方案，数据采集单元4包括风力发电设备数据采集单元41、整流设备数据采集单元42、逆变设备数据采集单元43，数据采集单元4还设有风力机组的转速采集电路、发电机的电压采集电路、直流侧电感的电压和电流采集电路、网侧的交流电压采集电路及直流母线电压采集电路，数据处理单元4连接控制单元5，控制单元5包括变桨距控制单元51、偏航控制单元52、并网控制单元53。
27.为进一步优化上述技术方案，还包括环境温度检测器6和环境湿度检测器6，环境温度检测器6和环境湿度检测器7分别对环境温度和环境湿度进行实时检测和监控，并将检测数据发送给控制单元5，控制单元5内预设有参考湿度值和参考温度值。
28.为进一步优化上述技术方案，还包括叶片转速检测单元8，用以检测叶片的转速值，并将转速值发送至控制单元5，当转速值大于临界转速值时，控制单元5减小电源输出功率。
29.为进一步优化上述技术方案，双馈机组控制单元包括主控单元和从控单元，主控单元用于风机的安全链、功率变流器、偏航系统、油冷和水冷系统的控制，从控单元用于轮毂系统、风速风向采集和ups充放电管理。
30.为进一步优化上述技术方案，还设置有触摸屏，触摸屏输入控制参数、显示风力发电状况数据，通过蓝牙芯片、wi-fi芯片将数据无线输出给控制人员的智能终端。
31.首先判断双馈风力发电系统中的双馈风力发电机是否在预设低转差范围内运行；若双馈风力发电机在预设低转差范围内运行，则判断双馈风力发电机进入预设低转差范围内运行的已运行时间是否大于预设转矩扰动控制的触发时间；若双馈风力发电机进入预设低转差范围内运行的已运行时间大于预设转矩扰动控制触发时间，则对双馈风力发电系统执行预设转矩扰动控制，以使双馈风力发电机脱离预设低转差范围运行。
32.本技术采用环境温度检测器和环境湿度检测器分别对环境温度和环境湿度进行实时检测和监控，并将检测数据发送给双馈机组控制单元。双馈机组控制单元内预设有参考湿度值和参考温度值，当环境温度检测器检测到环境温度下降至等于或者低于参考温度值的水平的情况下，并且在环境湿度检测器检测到环境湿度上升至等于或者高于参考湿度值时，说明当前的天气状况出现雨雪天气，并且由于环境温度低，雨雪可能会造成叶片结冰。基于这种判断，双馈机组控制单元控制风机和加热装置进行工作，从而向送风通道送入热风，热风吹送到叶片的表面，将叶片表面的雨、雪吹干，从而避免结冰。
33.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置
而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
34.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。