專利名稱：風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風カ發(fā)電機組，尤其是風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)。
背景技木在風カ發(fā)電機組中，要用到風機電控系統(tǒng)和風機變流器兩個關(guān)鍵設(shè)備，目前風機電控系統(tǒng)和風機變流器為不同的生產(chǎn)商，要采用分立式控制，由于其兩者供應和提供服務的生產(chǎn)商不同，且風機主機側(cè)和變流器側(cè)在技術(shù)上都存在極高的保密性，雙方在技術(shù)談判的過程中都比較謹慎保守，因此風機與變流器的對接要經(jīng)過一段很長的磨合期，后期的試驗周期也很長；分立式控制，需要兩級或多級控制系統(tǒng)，其成本較高，控制復雜，缺乏系統(tǒng) 性；另外，由于風機電控系統(tǒng)和風機變流器的設(shè)備的關(guān)聯(lián)性不強，分散布局，占地面積大，多重施工裝配耗時，増加了人力成本；多平臺開發(fā)，透明度差，出現(xiàn)問題時，需要多方聯(lián)絡，解決問題的效率低，也需要投入大量的人力、物力和財カ來解決各自的開發(fā)、測試及產(chǎn)業(yè)化等存在的問題，提高了風機主機的運行成本，加大了風機主機運營商的管理難度。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，即對電控系統(tǒng)的控制程序與變流器的算法程序兩者集成到一個主控制器中，實現(xiàn)程序集中，統(tǒng)ー開發(fā)平臺和一體化管理，解決多控制器及其接ロ匹配與訂制問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，包括控制風機所有部件協(xié)調(diào)工作的主控制器；所述主控制器上連接有風機變流器柜和風機電控系統(tǒng)；所述風機變流器柜包括風機變流器，風機變流器用于將不斷變化的風能轉(zhuǎn)換為頻率、電壓恒定的交流電，并匯入電網(wǎng)，保證風カ發(fā)電機組穩(wěn)定可靠并網(wǎng)運行；所述風機電控系統(tǒng)包括有用于負責風機塔筒靠近地面這部分電氣設(shè)備控制的塔基電氣控制器，用于負責風機機艙內(nèi)部電氣設(shè)備控制及驅(qū)動偏航的機艙偏航電氣控制器，用于負責風機輪轂內(nèi)這部分電氣設(shè)備控制及驅(qū)動變槳的輪轂變槳電氣控制器；所述主控制器與風機變流器之間及主控制器與風機電控系統(tǒng)之間采用一致的通信協(xié)議進行信息交互，該通信協(xié)議為Profinet，是新一代基于エ業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動化總線標準，可為自動化通信領(lǐng)域提供一個完整的網(wǎng)絡解決方案，其支持星形、總線形和環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，可減少布線費用，并保證高度的可用性和靈活性，以及保證不同制造商設(shè)備之間的兼容性；所述風機變流器的算法程序及風機電控系統(tǒng)的控制程序都集成在主控制器上，因此，所述主控制器可以同時實現(xiàn)對風機電控系統(tǒng)的控制，又可以實現(xiàn)對風機變流器的控制，實現(xiàn)程序集中在一個主控制器上，統(tǒng)ー開發(fā)平臺和一體化控制管理，解決多控制器接ロ匹配與訂制問題；所述主控制器采用西門子公司的運動控制單元Simotion P320,該運動控制單元的CPU功能強大，電控系統(tǒng)的控制邏輯與變流器的算法均可在Simotion P320中編寫程序?qū)崿F(xiàn)，保證電控與變流的控制具有良好的協(xié)同性和高效率。[0005]本實用新型的風カ發(fā)電機，包括塔架和安裝在塔架頂端的主機及與主機連接的葉輪，所述主機包括安裝在其內(nèi)部的機艙偏航電氣控制器和安裝靠近葉輪的輪轂變槳電氣控制器，所述風機變流器柜及塔基電氣控制器一體化安裝于塔架近地端的塔架底部，使風機變流器柜和塔基電氣控制柜結(jié)構(gòu)布局更加緊湊，施工及維護更方便。本實用新型實現(xiàn)了對電控系統(tǒng)的控制程序與變流器的算法程序兩者集成到ー個主控制器中，使其程序集中在主控制器上，統(tǒng)ー了開發(fā)平臺和一體化控制管理，解決了多控制器及其接ロ匹配與訂制問題，縮短了其對接時間，加快推出產(chǎn)品；塔基電氣控制柜與風機變流器柜一體化結(jié)構(gòu)布局，裝配簡單，施工容易，也為風機主機運營商節(jié)省了不必要的成本。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型的具體實施方式
作進ー步詳細說明，其中圖I為本實用新型的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型所應用的風カ發(fā)電機整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作詳細說明。圖I為本實用新型的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖，風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，包括控制風機所有部件協(xié)調(diào)工作的主控制器1，所述主控制器I上連接有風機變流器柜2和風機電控系統(tǒng)3，主控制器I對接收來自于風機變流器柜2和風機電控系統(tǒng)3的信息反饋，進行有序分析計算，井向相應的控制系統(tǒng)發(fā)出指令，相應的控制系統(tǒng)則向相應的機構(gòu)發(fā)出執(zhí)行動作的指令，以保證風機主機的高效率運行，主控制器I采用西門子公司的運動控制單元Simotion P320，該運動控制單元的CPU功能強大，電控系統(tǒng)的控制程序與變流器的算法程序集成在運動控制単元Simotion P320上，保證電控與變流的控制具有良好的協(xié)同性和高效率。所述風機變流器柜2設(shè)有風機變流器21，風機變流器21用于將不斷變化的風能轉(zhuǎn)換為頻率、電壓恒定的交流電，并匯入電網(wǎng)，保證風カ發(fā)電機組穩(wěn)定可靠并網(wǎng)運行。所述風機電控系統(tǒng)3包括塔基電氣控制器31,機艙偏航電氣控制器32,輪轂變槳電氣控制柜器33。塔基電氣控制器31用于負責風機塔筒靠近地面這部分電氣設(shè)備控制；機艙偏航電氣控制器32用于負責風機機艙內(nèi)部電氣設(shè)備控制，以及當風向發(fā)生變化時，通過風向檢測，經(jīng)過計算分析后，發(fā)出使葉輪43對準風向的驅(qū)動偏航信號；輪轂變槳電氣控制柜器33用于負責風機輪轂內(nèi)這部分電氣設(shè)備控制，以及通過對葉輪43節(jié)距角的控制，實現(xiàn)最大風能捕獲以及恒速運行，同時其還作為風カ發(fā)電機組的主剎車系統(tǒng)。所述主控制器I與風機變流器柜2之間及主控制器I與風機電控系統(tǒng)3之間采用一致的通信協(xié)議11進行信息交互，該通信協(xié)議11為Profinet，是新一代基于エ業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動化總線標準，可為自動化通信領(lǐng)域提供一個完整的網(wǎng)絡解決方案，其支持星形、總線形和環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，可減少布線費用，并保證高度的可用性和靈活性，保證不同制造商設(shè)備之間的兼容性。所述塔基電氣控制器31和機艙偏航電氣控制器32之間連接有兩個光電轉(zhuǎn)換器34、35,用于光電信號的轉(zhuǎn)換。如圖2所示，為本實用新型所應用的風カ發(fā)電機整體結(jié)構(gòu)示意圖，包括塔架41和安裝在塔架41頂端的主機42及與主機42連接的葉輪43。所述主機42包括安裝在其內(nèi)部的機艙偏航電氣控制器32和安裝在靠近葉輪43的輪轂變槳電氣控制器33，所述風機變流器柜2及塔基電氣控制器31 —體化安裝于塔架41近地端的塔架底部44，使風機變流器柜2和塔基電氣控制柜31結(jié)構(gòu)布局更加緊湊，施工及維護更方便。以上所述結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式進行了詳細說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型宗_的前提下，所做出的各種變化均在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在干包括主控制器(I),所述主控制器(I)連接有風機變流器柜(2 )和風機電控系統(tǒng)(3 ); 所述風機變流器柜(2)內(nèi)設(shè)有風機變流器(21)，用于將不斷變化的風能轉(zhuǎn)換為頻率、電壓恒定的交流電，并匯入電網(wǎng)，保證風カ發(fā)電機組穩(wěn)定可靠并網(wǎng)運行； 所述風機電控系統(tǒng)(3)包括用于負責風機塔筒靠近地面這部分電氣設(shè)備控制的塔基電氣控制器(31),用于負責風機機艙內(nèi)部電氣設(shè)備控制及驅(qū)動偏航的機艙偏航電氣控制器(32)，用于負責風機輪轂內(nèi)這部分電氣設(shè)備控制及驅(qū)動變槳的輪轂變槳電氣控制器(33); 所述主控制器(I)與風機變流器(21)之間及主控制器(I)與風機電控系統(tǒng)(3)之間采 用一致的通信協(xié)議(11)進行信息交互。
2.按權(quán)利要求I所述風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風機變流器(21)的算法程序及風機電控系統(tǒng)(3)的控制程序集成在主控制器(I)上。
3.按權(quán)利要求I所述風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風機變流器(21)與塔基電氣控制器(31)為一體結(jié)構(gòu)。
4.按權(quán)利要求I所述風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述主控制器(I)采用西門子運動控制単元Simotion P320。
5.按權(quán)利要求I所述風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述通信協(xié)議(11)為符合自動化總線標準的Profinet。
6.按權(quán)利要求I所述風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述塔基電氣控制器(31)和機艙偏航電氣控制器(32)之間連接有兩個光電轉(zhuǎn)換器(34、35)。
7.按權(quán)利要求I所述風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風機變流器柜(2)緊湊安裝于塔基電氣控制器(31)的旁邊。
專利摘要本實用新型公開了風機電控系統(tǒng)與風機變流器一體化控制的拓撲結(jié)構(gòu)，主要包括主控制器，風機變流器柜和風機電控系統(tǒng)。其實現(xiàn)了對電控系統(tǒng)與變流器兩者的控制功能集成到一個主控制器中，使其程序集中在主控制器上，統(tǒng)一了開發(fā)平臺和一體化控制，解決了多控制器及其接口匹配與訂制問題，縮短了其對接時間，加快推出產(chǎn)品，塔基電氣控制器與風機變流器柜一體化結(jié)構(gòu)布局，裝配簡單，施工容易，也為風機主機運營商節(jié)省了不必要的成本。
文檔編號F03D7/00GK202645845SQ201220180748
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者鐘道禎, 王瑜, 李峰, 黎裕文 申請人:廣東明陽龍源電力電子有限公司