一種風(fēng)電機(jī)組低溫快速啟機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)，具體涉及一種風(fēng)電機(jī)組低溫快速啟動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)“三北”地區(qū)風(fēng)資源豐富，目前全國(guó)裝機(jī)總?cè)萘康?6%分布在這一區(qū)域。這些地區(qū)有一個(gè)共同特征就是冬季溫度比較低，最低溫度低于一 30°C，低溫問題是這些風(fēng)電場(chǎng)所面臨的一個(gè)共同問題。這種情況下機(jī)組的運(yùn)行工況、零部件的性能、機(jī)組的可維護(hù)性等方面將發(fā)生變化，可能會(huì)造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組超出了設(shè)計(jì)允許范圍，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)饑?yán)重的安全事故。所以低溫條件影響風(fēng)電機(jī)組的出力特性，對(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益的帶來的影響不容忽視。
[0003]目前提高風(fēng)機(jī)的低溫性能多是在設(shè)計(jì)、制造方面提高機(jī)組的耐低溫能力，例如:選購(gòu)低溫型元器件、增加機(jī)艙密閉性、添加功率加熱器等，這樣增加了機(jī)組的裝機(jī)成本。
[0004]國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2013年03月27日，公開了一件公開號(hào)為CN102996343A，名稱為“風(fēng)電機(jī)組控制方法、裝置及系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該發(fā)明專利內(nèi)容涉及一種風(fēng)電機(jī)組控制方法、裝置及系統(tǒng)。其中方法包括:獲取檢測(cè)到的低溫運(yùn)行參數(shù)；根據(jù)檢測(cè)到的所述低溫運(yùn)行參數(shù)判斷是否滿足低溫運(yùn)行條件；當(dāng)根據(jù)檢測(cè)到的所述低溫運(yùn)行參數(shù)判斷出滿足所述低溫運(yùn)行條件時(shí)，則啟動(dòng)低溫運(yùn)行模式，所述低溫運(yùn)行模式包括:將風(fēng)電機(jī)組的葉片調(diào)整至迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)根據(jù)檢測(cè)到的所述低溫運(yùn)行參數(shù)判斷出不滿足所述低溫運(yùn)行條件時(shí)，則啟動(dòng)常溫運(yùn)行模式。
[0005]為了保證風(fēng)電機(jī)組在低溫環(huán)境下增加風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行能力，在總結(jié)我司近年來在我國(guó)北方風(fēng)電場(chǎng)的安裝、建設(shè)以及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)某些低溫影響因素進(jìn)行了初步分析，使我們對(duì)設(shè)計(jì)工藝重新思考。
[0006]一:通過追根求源、數(shù)據(jù)量化等方式，盡量確保設(shè)備能夠更好地適應(yīng)低溫環(huán)境正常運(yùn)行；
二:通過對(duì)風(fēng)機(jī)控制方法研究，提出一種風(fēng)電機(jī)組空載低轉(zhuǎn)速的控制方法，在合理的條件下來對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行控制，達(dá)到“預(yù)熱風(fēng)電機(jī)組”的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為兆瓦級(jí)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低溫空載低轉(zhuǎn)速控制方法，包括齒輪油溫預(yù)熱和硬件電路板件及元器件預(yù)熱兩種情況，通過對(duì)低溫空載低轉(zhuǎn)速的功能和安全性保護(hù)的設(shè)計(jì)，以達(dá)到冬季風(fēng)電機(jī)組在低溫工況下進(jìn)行“預(yù)熱處理”，在保證風(fēng)電機(jī)組安全和穩(wěn)定運(yùn)行前提的同時(shí)，提高風(fēng)電機(jī)組在低溫環(huán)境下快速并網(wǎng)的目的，如圖1所示。
[0008]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
一種風(fēng)電機(jī)組低溫快速啟機(jī)控制方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)啟機(jī)后自檢，在風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速提升階段判斷齒輪油溫的溫度和電路板及元器件的溫度是否復(fù)合正常啟機(jī)的條件；
(2)當(dāng)檢測(cè)到齒輪油溫大于0°C小于正常工作溫度，同時(shí)電路板及元器件的溫度過低無(wú)法達(dá)到正常啟動(dòng)條件時(shí)，切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)，使風(fēng)電機(jī)組的高速軸轉(zhuǎn)速在預(yù)熱轉(zhuǎn)速下進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)熱控制，對(duì)齒輪油和電路板及元器件進(jìn)行加溫；
(3 )在切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)之后，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，低溫轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)持續(xù)超過警告時(shí)間后，風(fēng)電機(jī)組沒有正常工作的時(shí)候，在設(shè)備控制屏幕上顯示警告信息；
(4)在切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)之后，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，低溫轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)持續(xù)超過警戒時(shí)間后，風(fēng)電機(jī)組沒有正常工作的時(shí)候，對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行停機(jī)操作，手動(dòng)復(fù)位；
(5)當(dāng)檢測(cè)到齒輪油溫度大于或等于正常工作溫度，同時(shí)電路板及元器件的溫度達(dá)到正常啟動(dòng)條件時(shí)，切出空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)，風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)速提升至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，正常并網(wǎng)發(fā)電。
[0009]步驟(3)所述警告時(shí)間為10分鐘。
[0010]步驟(4)所述警戒時(shí)間為2小時(shí)。
[0011]—種風(fēng)電機(jī)組低溫快速啟機(jī)控制方法，其特征在于，還包括以下步驟:
(1)啟機(jī)后自檢，在風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)速提升階段判斷齒輪油溫的溫度和電路板及元器件的溫度是否復(fù)合正常啟機(jī)的條件；
(2)當(dāng)檢測(cè)到齒輪油溫大于0°C小于正常工作溫度，同時(shí)電路板及元器件的溫度過低無(wú)法達(dá)到正常啟動(dòng)條件時(shí)，切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)，使風(fēng)電機(jī)組的高速軸轉(zhuǎn)速在100rpm/min到600rpm/min之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)熱控制，對(duì)齒輪油和電路板及元器件進(jìn)行加溫；
(3 )在切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)之后，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，低溫轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)持續(xù)超過10分鐘后，風(fēng)電機(jī)組沒有正常工作的時(shí)候，在設(shè)備控制屏幕上顯示警告信息；
(4)在切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)之后，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，低溫轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)持續(xù)超過2小時(shí)后，風(fēng)電機(jī)組沒有正常工作的時(shí)候，對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行停機(jī)操作，手動(dòng)復(fù)位；
(5)當(dāng)檢測(cè)到齒輪油溫度大于或等于10°C，同時(shí)電路板及元器件的溫度達(dá)到正常啟動(dòng)條件時(shí)，切出空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)，風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)速提升至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，正常并網(wǎng)發(fā)電。
[0012]所述空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制狀態(tài)的切入需要以下3個(gè)條件:
(1)經(jīng)系統(tǒng)自檢風(fēng)機(jī)無(wú)任何故障；
(2)齒輪箱油溫大于空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱啟動(dòng)的齒輪油溫時(shí)，同時(shí)小于齒輪油加熱啟動(dòng)齒輪油溫度；
(3)風(fēng)電機(jī)組30秒內(nèi)的平均風(fēng)速大于空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱啟動(dòng)風(fēng)速。
[0013]一種風(fēng)電機(jī)組低溫快速啟機(jī)控制方法其特征在于還包括:齒輪油溫空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制方法和硬件電路板及器件空載低轉(zhuǎn)速等待控制方法。
[0014]—、齒輪油溫空轉(zhuǎn)預(yù)熱控制方法
寒冷冬季加熱器很難在短時(shí)間將齒輪油加熱到正常啟機(jī)溫度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)來看，齒輪油溫度由-10°C加熱到10°C大約需要28-30個(gè)小時(shí)。
[0015]a.當(dāng)齒輪油溫加熱到空轉(zhuǎn)預(yù)熱的啟機(jī)溫度時(shí)，啟動(dòng)齒輪油溫空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制方法，使齒輪油有一定潤(rùn)滑的作用下，通過空負(fù)荷旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生的熱量來提高齒輪油的加熱速度；通過旋轉(zhuǎn)也會(huì)使加熱器對(duì)齒輪油均勻加熱，提高加熱效率。控制方法具體設(shè)計(jì)的方案如下:
b.風(fēng)電機(jī)組無(wú)故障復(fù)位啟機(jī)后，進(jìn)行風(fēng)機(jī)自檢至轉(zhuǎn)速提升階段，在轉(zhuǎn)速提升階段判斷此時(shí)的齒輪油溫度，若此時(shí)齒輪油溫大于0°C小于10°C時(shí)，切入到空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制方法，使風(fēng)電機(jī)組的高速軸轉(zhuǎn)速在100rpm/min-600rpm/min左右進(jìn)行預(yù)熱控制；待齒輪油溫度大于或等于10°C時(shí)，切出空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱控制，風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)速提升至并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，正常并網(wǎng)發(fā)電。
[0016]c.為了保證風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定性，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整空轉(zhuǎn)預(yù)熱轉(zhuǎn)速，空載低轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度等參數(shù)，在調(diào)整參數(shù)時(shí)，必須了解風(fēng)電機(jī)組塔筒共振區(qū)域，齒輪油特性等這些先決條件，再去調(diào)整參數(shù)的設(shè)定，提高齒輪油的加熱效率。
[0017]d.修改齒輪油過冷的判斷條件，增加空載低轉(zhuǎn)速預(yù)熱超時(shí)狀態(tài)碼，低溫空轉(zhuǎn)超時(shí)2小時(shí)觸發(fā)，手動(dòng)復(fù)位。
[0018]北方風(fēng)電場(chǎng)由于室外溫度低(大概-10 °C ~ -30 °C )，導(dǎo)致許多電氣設(shè)備在低溫環(huán)境下要通過加熱器對(duì)控制板及元器件進(jìn)行加熱，以保證器件工作溫度區(qū)間的要求，電氣設(shè)備加熱分為控制板加熱和元器件加熱，由于板件加熱速度和元器件加熱速度不同，當(dāng)控制板加熱完成后，風(fēng)電機(jī)組準(zhǔn)備并網(wǎng)階段元器件溫度降低，觸發(fā)“出錯(cuò)”狀態(tài)碼。將該