【CN109861286A】一种海上风力发电机组黑启动过程控制方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910154245.2

(22)申请日 2019.03.01

(71)申请人 明阳智慧能源集团股份公司

地址 528437 广东省中山市火炬开发区火

炬路22号

(72)发明人 唐彬伟　冯峨宁　

(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有

限公司 44245

代理人 冯炳辉

(51)Int.Cl.

H02J 3/38(2006.01)

(54)发明名称

一种海上风力发电机组黑启动过程控制方

法

(57)摘要

本发明公开了一种海上风力发电机组黑启

动过程控制方法，包括五个步骤：待机、启动、升

速、请求电源工作及电源工作。本发明方法可以

有效解决海上大型风力发电机组黑启动机组启

动过程技术问题，且采用本发明方法无需额外增

加设备，利用风机自身作为黑启动电源，可解决

海上风电场外部失电情况下无法给设备提供运

维电源问题，具有实际应用价值，有利于海上大

型风力发电机组的推广。权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 109861286 A 2019.06.07

C N 109861286

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109861286 A

1.一种海上风力发电机组黑启动过程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)待机

机组上电后自检，完成自检无故障状态下按下启动按钮，风机的主控系统向变流器发出机侧断路器合闸请求，变流器执行机侧断路器合闸指令，机侧断路器完成合闸后，变流器向主控系统反馈机侧断路器完成合闸信号，主控系统收到机侧断路器完成合闸信号后，机组进入启动状态；

2)启动

主控系统向变桨系统发出指令，使风机叶片变桨至启动状态桨距角Angle1，变流器的机侧整流器进行调制并执行直流母线控制，使直流母线电压维持在U dc，判断发电机转速是否达到升速状态目标值RPM1，且时间超过T1，如满足条件机组进入升速状态；

3)升速

主控系统向变桨系统发出指令，使风机叶片变桨至最小桨叶桨距角Angle2，变流器的机侧整流器进行调制并执行直流母线控制，判断发电机转速是否达到请求电源状态目标值RPM2且时间超过T2、直流母线电压是否达到U dc.ref且时间超过T3，如同时满足这两个条件机组进入请求电源工作状态；

4)请求电源工作

主控系统向变流器发出同步指令，变流器执行网侧断路器合闸，完成合闸后向主控系统反馈完成合闸指令，并执行调制启动运行于AC-SOURCE模式，主控系统收到变流器合闸指令后，向变流器发出转矩能力值，随后变流器判断上网功率是否超过P1，且时间超过T4，若超过则给主控系统反馈AC-SOURCE模式标志位，主控系统接收到AC-SOURCE模式标志位反馈信号后进入电源工作状态；

5)电源工作

主控系统控制发电机转速维持在设定值RPM.REF，根据原有转速控制器控制结果向变桨系统发出桨距角指令，机组进入黑启动电源工作模式。

2.根据权利要求1所述的一种海上风力发电机组黑启动过程控制方法，其特征在于：所述主控系统是风机控制系统的主体，它实现自动启动、自动调向、自动调速、自动并网、自动解列、故障自动停机、自动电缆解绕及自动记录与监控的控制、保护功能，风机正常工作逻辑控制，风机故障诊断及保护，数据采集/统计，与各个系统的数据交互控制，主要由PLC及采集装置组成；

所述变流器用于将永磁发电机输出的电流变换成与电网电压频率及相位同步的电流，实现电力变换、功率控制、转矩控制、功率因数调节、电网故障穿越、自身故障诊断及保护，主要由变流器控制器、IGBT、网侧滤波单元、直流母线支撑电容、机侧断路器、网侧断路器、机侧整流器、网侧逆变器和制动回路组成；所述机侧断路器位于永磁发电机与机侧整流器之间，其断开或闭合用于连接或分开永磁发电机与变流器；所述网侧断路器位于网侧逆变器与升压变压器之间，断开或闭合用于连接或分开变流器与升压变压器；

所述变桨系统接受主控系统下发的桨距角指令，控制变桨机构使叶片相对于平面旋转达到控制要求的位置桨距角，用于桨距调节、桨距角采集、自身异常保护和自身故障诊断及保护；所述桨距角为叶片相对水平面角度，由变桨系统通过采集设备旋转编码器通过内部计算获得，旋转编码器为增量式旋转编码器或绝对式旋转编码器；所述变桨系统分为电动

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