一种风机变桨安全控制系统的制作方法

本发明涉及风力发电，更具体的是涉及一种风机变桨安全控制系统。

背景技术：

1、变桨系统在风机中是很重要的一个系统，它的主要作用在于两方面，一是通过改变桨叶的角度改变叶轮转速，实现机组的功率控制。二是制动功能，在风机故障或停机时，控制叶片转动到顺桨位置，以产生空气制动效果，与主轴的机械制动装置共同使机组安全停机；在现有技术中变桨系统通常直接从电网中获取电能，当电流由电网传输至变桨系统的过程可变因素过多，极易出现电网的谐波超标，或者过电压等故障，进而导致变桨系统批量损坏，严重时会致使机组无法顺桨，甚至有可能风机发生飞车，造成极大的损失；

2、因此，如何提供一种能够保证电能供应安全、风机正常运行的风机变桨安全控制系统成为本技术领域待于解决的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

2、一种风机变桨安全控制系统，包括：

3、桨叶分析模块，其设置于风机处，用于检测并分析桨叶的基础数据，根据分析结果生成角度调节指令；

4、角度控制模块，其与所述桨叶分析模块和所述桨叶连接，用于获取并执行角度调节指令，控制所述桨叶的转动角度；

5、电网供电模块，其与所述角度控制模块连接，用于为所述角度控制模块提供电能；

6、备用供电模块，其与所述角度控制模块连接，用于为所述角度控制模块提供电能；

7、电网分析模块，其与所述电网供电模块连接，用于检测电网的异常状态，并根据异常状态生成线路切换指令；

8、线路切换模块，其与所述电网分析模块、所述电网供电模块和所述备用供电模块连接，用于获取并执行线路切换指令，改变所述电网供电模块、所述备用供电模块与所述角度控制模块之间的线路的连通状态；

9、反馈报警模块，其与所述桨叶分析模块和所述线路切换模块连接，用于实时检测并对比所述桨叶、线路的状态与预期状态的差异，根据差异结果进行报警。

10、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述桨叶分析模块包括：

11、风力检测单元，其设置于风机电场内，用于实时检测风速数据和风向数据；

12、桨叶检测单元，其分别设置于各台风机的所述桨叶上，并与所述风力检测单元连接，用于实时检测各个所述桨叶与风向数据间的实际角度数据；

13、需求获取单元，其根据功率需求设定预设功率值；

14、角度分析单元，其与所述风力检测单元、所述桨叶检测单元和所述需求获取单元连接，用于结合风速数据、实际角度数据和预设功率值计算获得偏转角度数据和理想角度数据；

15、指令生成单元，其与所述角度分析单元连接，用于根据偏转角度数据生成对应的偏转指令。

16、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述角度分析单元的分析过程包括：

17、设当前风速数据为v，实际角度数据为w1，预设功率值为p；将其代入预先设定的理想角度计算模型中，计算理想角度数据；

18、所述理想角度计算模型为p＝k*w0*v；其中，w0为理想角度数据，k为预设校正系数；

19、计算理想角度数据w0与实际角度数据w1的差异值，，获得当前需要向风向数据所对应方向的偏转角度数据δw；

20、偏转角度数据δw＝w0-w1。

21、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述角度控制模块包括：

22、指令接收单元，其与所述指令生成单元连接，用于接收偏转指令，并还原其所携带的偏转信息；

23、调节执行单元，其与所述指令接收单元和所述桨叶连接，用于根据偏转信息调节所述桨叶的角度，将其调节至理想角度数据；

24、输电线路，其与所述调节执行单元连接，用于为所述调节执行单元建立电能传递路径。

25、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述电网供电模块包括：

26、电网接口端，其用于从电网中获取电能；

27、变压单元一，其与所述电网接口端连接，用于将电能转换为所述调节执行单元能够使用的恒压电能；

28、配电单元一，其与所述变压单元一的输出端和所述输电线路连接，用于将电网提供的恒压电能通过所述输电线路分配给各台风机对应的所述调节执行单元。

29、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述备用供电模块包括：

30、备用电源，其用于预先存储电能；

31、变压单元二，其设置于所述备用电源的输出端，用于将电能转换为所述调节执行单元能够使用的恒压电能；

32、配电单元二，其与所述变压单元二的输出端和所述输电线路连接，用于将所述备用电源提供的恒压电能通过所述输电线路分配给各台风机对应的所述调节执行单元。

33、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，在正常运行的状态下，所述配电单元一与所述输电线路保持连通，所述配电单元二与所述输电线路保持断开。

34、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述电网分析模块包括：

35、谐波分析单元，其与预设的电网测点一连接，用于检测电网的谐波，当其超过预设谐波标准时生成故障指令；

36、电压分析单元，其与预设的电网测点二连接，用于检测电网的过电压故障，将电压值超过预设电压标准时生成故障指令；

37、组合生成单元，其与所述谐波分析单元和所述电压分析单元连接，用于分析故障指令；

38、当所述谐波分析单元和所述电压分析单元中任意一者生成故障指令时，生成线路切换指令一；

39、当所述谐波分析单元和所述电压分析单元均未生成故障指令且保持预设时限后，生成线路切换指令二。

40、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述线路切换模块包括：

41、中间继电器，其与所述组合生成单元连接，用于接收线路切换指令一或线路切换指令二，并将其对应转换为能够参与线路切换的电信号一或电信号二；

42、变流接触器，其与所述中间继电器连接，设置于所述输电线路上，并能够在所述配电单元一和所述配电单元二之间切换连接；所述变流接触器接收所述中间继电器传递的电信号一和电信号二，根据电信号一和电信号二控制所述配电单元一和所述配电单元二与所述输电线路的连通状态；

43、当所述变流接触器接收到电信号一时，控制所述输电线路与所述配电单元一断开，连通所述输电线路与所述配电单元二；

44、当所述变流接触器接收到电信号二时，控制所述输电线路与所述配电单元二断开，连通所述输电线路与所述配电单元一。

45、优选的，在上述的一种风机变桨安全控制系统中，所述反馈报警模块包括：

46、信号触发单元，其与所述调节执行单元和所述变流接触器连接；所述反馈触发单元在所述调节执行单元执行调节过程后生成反馈信号一，在所述变流接触器执行切换过程后生成反馈信号二；

47、反馈分析单元，其与所述信号触发单元、所述桨叶检测单元、所述配电单元一和所述配电单元二连接，用于获取反馈信号一和反馈信号二；

48、所述反馈分析单元在获取到反馈信号一时，获取当前实际角度数据w2，并计算其与理想角度数据w0之间的差异，当该差异大于预设值时生成偏转故障警报；

49、所述反馈分析单元在获取到反馈信号二时，检测所述配电单元一和所述配电单元二与所述输电线路间的连接关系，判断其与参与切换的电信号是否对应；当不对应时生成切换故障警报；

50、警报显示单元，其与所述反馈分析单元连接，用于接收故障警报并触发报警，同时将对应的故障警报通过显示设备向管理人员展示。

51、经由上述的技术方案可知，本技术与现有技术相比，其有益效果在于：

52、本发明提供了一种风机变桨安全控制系统，用于确保风机桨叶的安全运行；通过桨叶分析模块对桨叶基础数据进行检测和分析，生成角度调节指令，并通过角度控制模块控制桨叶的转动角度；系统还包括电网供电模块和备用供电模块，用于为角度控制模块提供电能；电网分析模块能够检测电网的异常状态，并根据异常状态生成线路切换指令；线路切换模块能够改变电网供电模块、备用供电模块与角度控制模块之间的线路连通状态；此外，系统还有反馈报警模块，能够实时检测桨叶和线路的状态与预期状态的差异，并进行报警；本发明能够实现桨叶角度调节和电能供应的安全控制，保证风机的正常运行和安全性。