用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统

	用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统
	刘微容; 李斌山; 刘朝荣; 刘婕; 宋旭辉; 高慧玲; 李仁年; 杨国来; 张浩琛; 史长宏
	2020-08-07
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2020-08-07
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本发明公开了一种用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统，包括操作层、执行层和控制层，其中，操作层包括工控机和可编程逻辑控制器PLC控制系统，执行层包括主控制模块和多个子控制模块，控制层包括液压型风机发电机系统的多个工作系统，工控机用于显示多个工作系统的工作状态，并且向PLC控制系统发出控制指令，可编程逻辑控制器PLC控制系统用于响应控制指令并且通过主控制模块调用多个子控制模块，对多个工作系统进行控制，本发明按照不同层级以及控制子模块的不同功能划分，不会造成PLC控制系统执行过程出现混淆，使得系统按功能划分的控制子模块之间独立运行，相互之间不会产生影响。
申请日期	2017-11-24
优先权日	2017-11-24
预估到期日	2037-11-24
语种	中文
专利状态	授权
申请号	CN201711192047.2
公开（公告）号	CN108050013B
IPC 分类号	F03D7/02 ; F03D7/04
专利代理人	段君峰 \| 薛艳
代理机构	北京市邦道律师事务所
CPC分类号	F03D7/02 ; F03D7/0204 ; F03D7/022 ; F03D7/0244 ; F03D7/044 ; F05B2270/32 ; F05B2270/321 ; F05B2270/327 ; F05B2270/604 ; Y02E10/72
权利要求	1.一种用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统，其特征在于，包括操作层、执行层和控制层，其中，所述操作层包括工控机和可编程逻辑控制器PLC控制系统，所述执行层包括主控制模块和多个子控制模块，所述控制层包括静液储能式液压传动型风力发电机组的多个工作系统，所述工控机用于显示所述多个工作系统的工作状态，并且向所述可编程逻辑控制器PLC控制系统发出控制指令，所述可编程逻辑控制器PLC控制系统用于响应所述控制指令并且通过所述主控制模块调用所述多个子控制模块，对所述多个工作系统进行控制；所述多个工作系统包括刹车系统、液压系统、发电系统、偏航系统和加载系统；所述多个子控制模块包括：刹车控制子模块，用于对所述刹车系统进行控制；液压控制子模块，用于对所述液压系统进行控制；发电控制子模块，用于对所述发电系统进行控制；偏航控制子模块，用于对所述偏航系统进行控制；以及加载控制子模块，用于对所述加载系统进行控制；所述液压控制子模块用于采集所述液压系统中的液压信息，并在所述可编程逻辑控制器PLC控制系统响应所述工控机的控制指令的条件下，控制所述液压系统中的油泵和阀组；其中，液压控制子模块用于根据预先设置的对应多个工作模式的状态标签的值，确定所述液压系统的工作模式，由所述液压控制子模块控制所述液压系统在确定的所述工作模式下工作；所述液压控制子模块可以控制液压系统在7种工作模式下工作，并且7种工作模式对应设有6个状态标签a,b,c,d,e,f；状态标签a的值为1处于置位状态时，液压系统进入泵小循环模式，启动补油泵，控制油泵，开小循环路阀；状态标签b的值为1处于置位状态时，液压系统进入泵中循环模式，启动补油泵，控制油泵，开中循环路阀；状态标签c的值为1处于置位状态时，液压系统进入泵大循环小马达模式，启动补油泵，控制油泵，开大循环路阀和小马达路阀；状态标签d的值为1处于置位状态时，液压系统进入泵大循环大马达模式，启动补油泵，控制油泵，开大循环路阀和大马达路阀；状态标签e的值为1处于置位状态时，液压系统进入泵大循环双马达模式，启动补油泵，控制油泵，开大循环路阀、小马达路阀和大马达路阀；状态标签f的值为1处于置位状态时，液压系统进入泵大循环双马达模式，启动补油泵，控制油泵，开蓄能器路阀；状态标签a,b,c,d,e,f的值均为0均处于不置位状态时，进入蓄能器模式，开蓄能器路和小马达路阀。 2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制指令包括决策命令和设定工作参数，所述可编程逻辑控制器PLC控制系统用于根据所述决策命令和所述设定工作参数以及所述多个工作系统的实际工作参数，通过所述主控制模块和所述多个子控制模块对所述多个工作系统进行控制；其中，所述决策命令包括启动命令、运行命令和停止命令。 3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主控制模块以依次循环调用的方式，调用所述多个子控制模块。 4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述刹车控制子模块用于在所述可编程逻辑控制器PLC控制系统响应所述工控机的控制指令的条件下，控制所述刹车系统中的叶尖扰流器和主轴刹车液压站；其中，所述可编程逻辑控制器PLC控制系统用于扫描预先设置的自动触发式刹车状态指示标签和正常工况下停车标签，并根据所述自动触发式刹车状态指示标签和所述正常工况下停车标签值，通过刹车控制子模块控制刹车系统进行自动触发式刹车或正常工况下停车；其中，所述自动触发式刹车状态指示标签的优先级高于所述正常工况下停车标签的优先级。 5.据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述发电控制子模块用于采集所述发电系统的电气信号，并在所述可编程逻辑控制器PLC控制系统响应所述工控机的控制指令通过所述主控制模块对所述发电控制子模块进行调用的情况下，所述发电控制子模块进行转速闭环控制使转速达到预先设定的PID目标值后，所述发电控制子模块进行并网控制。 6.据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述发电控制子模块包括PID控制器；其中，所述发电控制子模块用于读取所述发电系统电器柜的电气参数，并且所述发电控制子模块用于判断所述发电系统电气参数是否满足合闸要求，若满足合闸要求，则所述发电控制子模块读取所述液压系统的液压马达转速并进行PID计算，若转速低于设定范围时，则发电控制子模块的PID控制器调节液压马达斜盘角；当转速高于设定范围时，所述发电控制子模块的PID控制器保持液压马达斜盘角的角度值不变，然后PID控制器调节液压马达进油口调节阀的开度，使得转速达到预先设定的PID目标值，所述发电控制子模块进行所述并网控制；若不满足合闸要求，所述发电控制子模块则发送分闸指令至所述发电系统，所述可编程逻辑控制器PLC控制系统结束本次对所述发电控制子模块的调用。 7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述偏航控制子模块用于采集所述偏航系统的风向信号、风速信号、偏航角度，以及用于控制所述偏航系统的偏航电机组进行偏航以完成对风。 8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述加载控制子模块用于采集加载系统的加载量并控制所述加载系统的负载箱；其中，在对所述负载箱进行控制时，所述加载控制子模块读取所述负载箱的加载量和与加载模式对应的状态标签；在判断与自动加载对应的状态标签被置位的情况下，则控制所述加载系统进行自动加载；在判断与手动加载对应的状态标签被置位的情况下，则控制所述加载系统进行手动加载；在控制所述加载系统进行自动加载时，依据所述液压系统的液压马达的前后压差和流量，计算负载箱的目标加载量，并将所述目标加载量传送至所述负载箱；在控制所述加载系统进行手动加载时，将用户通过所述工控机输入的加载量传送至所述负载箱。
引用专利	AU2012200388A1;CN106870289A;CN107061161A;CN201243209Y;CN204458203U
被引用专利数量	0
简单法律状态	有效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/108649
专题	电气工程与信息工程学院党委教师工作部（人事处、教师发展中心）
推荐引用方式 GB/T 7714	刘微容,李斌山,刘朝荣,等. 用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统[P]. 2020-08-07.