多驱变桨安全链控制系统、控制方法及风力发电机组与流程

本技术涉及风力发电机组变桨控制，具体涉及一种多驱变桨安全链控制系统、控制方法及风力发电机组。

背景技术：

1、安全链回路是风力发电机组变桨系统中用于传递紧急回桨状态的硬件回路，通常包括由主控制器至变桨系统的安全链下发回路以及由变桨系统至主控制器的安全链反馈回路。单驱变桨系统通常将每个变桨轴的安全链反馈支路串联，使任一变桨轴发生故障时均能够断开反馈回路并触发紧急回桨。

2、当上述连接方式直接应用于双驱或多驱变桨系统时，若同一变桨轴内任一变桨驱动器发生故障即会使整个安全链反馈回路断开，将导致其余仍然正常的变桨驱动器不能继续发挥备份作用，难以满足多驱变桨系统在单个驱动器故障时继续运行、在整轴驱动能力丧失时及时触发安全保护的要求。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种多驱变桨安全链控制系统、控制方法及风力发电机组，以至少部分地解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的第一方面，提供一种多驱变桨安全链控制系统，包括主控制器、多个变桨轴以及安全链反馈回路，每个所述变桨轴包括多个变桨驱动器；

3、所述安全链反馈回路包括与多个所述变桨轴一一对应的多个轴级反馈支路，每个所述轴级反馈支路包括与对应变桨轴内的多个变桨驱动器一一对应的多个驱动器反馈支路；

4、同一所述轴级反馈支路中的多个驱动器反馈支路相互并联，多个所述轴级反馈支路依次串联于安全链反馈电源与所述主控制器的安全链反馈输入端之间；

5、每个所述驱动器反馈支路被配置为根据对应变桨驱动器的运行状态导通或断开，以使在对应变桨轴内至少一个驱动器反馈支路导通时，对应的轴级反馈支路导通，并在该变桨轴内全部驱动器反馈支路均断开时，对应的轴级反馈支路断开。

6、可选地，所述的多驱变桨安全链控制系统还包括：

7、安全链下发回路，所述安全链下发回路包括与多个所述变桨轴一一对应的多个轴级下发支路，多个所述轴级下发支路相互并联并与所述主控制器的安全链控制输出端连接；

8、每个所述轴级下发支路包括与对应变桨轴内的多个变桨驱动器一一对应的多个驱动器下发支路，同一所述轴级下发支路中的多个驱动器下发支路相互并联并分别与对应变桨驱动器的安全链输入端连接，以使每个所述变桨驱动器分别接收所述主控制器输出的安全链控制信号。

9、可选地，每个所述驱动器反馈支路均设置有反馈继电器，所述反馈继电器包括与对应变桨驱动器的安全链反馈输出端连接的继电器线圈以及串联设置于对应驱动器反馈支路中的常开触点；

10、所述继电器线圈响应于对应变桨驱动器输出安全链反馈信号而得电，以使所述常开触点闭合，并响应于所述安全链反馈信号消失而失电，以使所述常开触点断开。

11、可选地，所述的多驱变桨安全链控制系统还包括：

12、通信回路，所述通信回路连接所述主控制器和每个所述变桨驱动器，用于将每个所述变桨驱动器的运行状态、故障信息及安全链状态信息传输至所述主控制器。

13、可选地，所述主控制器被配置为：响应于任一变桨轴内的一个变桨驱动器发生故障且该变桨轴内仍存在正常运行的变桨驱动器，维持安全链控制信号的下发，并控制所述正常运行的变桨驱动器继续执行变桨动作。

14、可选地，所述主控制器被配置为：响应于任一变桨轴内的多个但非全部变桨驱动器发生故障，确定该变桨轴的剩余驱动能力和风力发电机组的当前载荷需求；

15、在所述剩余驱动能力满足所述当前载荷需求时维持安全链控制信号的下发并执行降载控制；

16、在所述剩余驱动能力不满足所述当前载荷需求时切断安全链控制信号的下发。

17、可选地，所述主控制器被配置为：响应于任一变桨轴内的全部变桨驱动器发生故障而使对应轴级反馈支路断开，切断安全链控制信号的下发，以使每个变桨轴中仍具备动作能力的变桨驱动器执行紧急回桨。

18、可选地，所述主控制器按照krem=nrem/n确定剩余驱动能力系数krem，其中，nrem为对应变桨轴内正常运行的变桨驱动器数量，n为该变桨轴内的变桨驱动器总数；并在krem×cdrive≥ldemand×sf时确定所述剩余驱动能力满足所述当前载荷需求，其中，cdrive为该变桨轴内全部变桨驱动器正常运行时的驱动能力，ldemand为所述当前载荷需求，sf为安全系数。

19、可选地，所述主控制器被配置为：响应于故障状态的连续持续时间达到或超过预设的故障确认时间窗，将所述故障状态锁存为有效故障并执行相应的故障处置；响应于所述故障状态在达到所述故障确认时间窗之前消失，维持当前安全链下发状态。

20、根据本技术的第二方面，提供一种多驱变桨安全链控制方法，应用于前述的多驱变桨安全链控制系统，所述方法包括：

21、通过相互并联的多个轴级下发支路向多个变桨轴下发安全链控制信号，并在每个变桨轴内通过相互并联的多个驱动器下发支路向多个变桨驱动器传输所述安全链控制信号；

22、由每个变桨驱动器根据自身安全链状态控制对应驱动器反馈支路的通断，其中，同一变桨轴内的多个驱动器反馈支路相互并联，不同变桨轴的轴级反馈支路相互串联；

23、响应于任一轴级反馈支路断开而切断所述安全链控制信号的下发。

24、可选地，响应于任一变桨轴内的一个变桨驱动器发生故障且该变桨轴内仍存在正常运行的变桨驱动器，使故障变桨驱动器对应的驱动器反馈支路断开并使对应轴级反馈支路保持导通，维持所述安全链控制信号的下发，并控制所述正常运行的变桨驱动器继续执行变桨动作。

25、可选地，响应于任一变桨轴内的多个但非全部变桨驱动器发生故障，确定该变桨轴的剩余驱动能力以及风力发电机组的当前载荷需求；

26、响应于所述剩余驱动能力满足所述当前载荷需求，维持所述安全链控制信号的下发并执行降载控制；响应于所述剩余驱动能力不满足所述当前载荷需求，切断所述安全链控制信号的下发。

27、可选地，按照krem=nrem/n确定剩余驱动能力系数krem，并将krem×cdrive与ldemand×sf进行比较；响应于krem×cdrive≥ldemand×sf，确定所述剩余驱动能力满足所述当前载荷需求。

28、可选地，响应于任一变桨轴内的全部变桨驱动器发生故障而使对应轴级反馈支路断开，切断所述安全链控制信号的下发，使每个变桨轴中仍具备动作能力的变桨驱动器执行紧急回桨。

29、可选地，在执行故障处置之前，对故障状态的持续时间进行计时；

30、响应于所述持续时间达到或超过预设的故障确认时间窗，将所述故障状态锁存为有效故障；

31、响应于所述故障状态在达到所述故障确认时间窗之前消失，维持当前安全链下发状态。

32、根据本技术的第三方面，提供一种风力发电机组，包括前述的多驱变桨安全链控制系统，或者应用前述的多驱变桨安全链控制方法。

33、本技术的多驱变桨安全链控制系统中，通过轴内并联的驱动器反馈支路，单个变桨驱动器发生故障时，该变桨轴的轴级反馈支路仍可由其他正常驱动器对应的反馈支路维持导通；通过轴间串联的轴级反馈支路，任一变桨轴内全部变桨驱动器均发生故障时，安全链反馈回路断开。因此，该系统能够兼顾单个驱动器故障时的容错运行和整轴失效时的安全保护。

34、本技术的多驱变桨安全链控制方法中，通过并联的安全链下发路径向每个变桨驱动器传输安全链控制信号，根据轴内并联、轴间串联的安全链反馈状态识别整轴驱动能力，并根据故障范围、剩余驱动能力和当前载荷需求维持运行、执行降载控制或者触发紧急回桨。

35、本技术的风力发电机组中，通过在风力发电机组中设置上述多驱变桨安全链控制系统，使同一变桨轴内的部分变桨驱动器发生故障时，能够利用其余正常变桨驱动器维持变桨功能，并根据剩余驱动能力执行正常运行或降载控制；当任一变桨轴内的全部变桨驱动器发生故障时，能够及时切断安全链下发并触发紧急回桨，从而兼顾风力发电机组的故障容错能力、运行可用性和安全保护可靠性。

36、本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。