一种叶片损坏后的风电机组保护方法及相关组件与流程

1.本发明涉及风电保护领域，特别是涉及一种叶片损坏后的风电机组保护方法及相关组件。


背景技术：

2.风电机组的叶片在服役期间可能会因为叶片被直接撞击或疲劳老化等情况而存在损坏甚至是断裂的情况，当正常运行状态下的风电机组突发叶片损坏断裂的事故时，可能会引起风电机组的结构损伤、破坏甚至倒塔等严重事故，因此，在风电机组正常运行期间，需要在检测到叶片损坏的时候及时对风电机组本体进行保护。现有技术在保护风电机组时，通常是在检测到叶片损坏后立刻关闭发电机并释放发电机扭矩，这种方式在叶片没有断裂时可以有效保护风电机组，但是当叶片断裂后，由于风轮平面存在质量和动量的不平衡，立刻关闭发电机的方式会进一步加大不平衡条件下的动力学响应，从而会导致风电机组进一步受到损伤，无法在叶片损坏断裂后有效地保护风电机组。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种叶片损坏后的风电机组保护方法及相关组件，可以使发电机安全地停机，让叶片损坏对风电机组的损伤降低至最小，有效地实现了在叶片损坏时对风电机组本体的保护。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种叶片损坏后的风电机组保护方法，包括：
5.当检测到风电机组存在叶片损坏故障时，将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度；
6.以第二预设速率曲线降低所述风电机组的发电机扭矩，降低所述风电机组的风轮转速；
7.判断所述风轮转速在预设时长内是否均小于预设转速，且各个所述叶片的桨距角均为顺桨角度；
8.若均为是，则关闭所述风电机组中的发电机，并判断所述风电机组是否处于平衡状态；
9.若处于平衡状态，则锁定所述风电机组的传动轴和风轮，完成对所述风电机组的保护。
10.优选的，在将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度之前，还包括：
11.获取所述风电机组中的各个动力学响应参数；
12.分别将各个所述动力学响应参数乘以各自对应的预设权重值，得到各个所述动力学响应参数对应的叶片失效判断因子；
13.将各个所述叶片失效判断因子相加之和作为所述风电机组的叶片状态值；
14.判断所述叶片状态值是否大于预设故障值；
15.若是，则判定检测到所述风电机组存在叶片损坏故障；
16.若否，则判定未检测到所述风电机组存在叶片损坏故障。
17.优选的，所述动力学响应参数包括所述风电机组中的各个叶片的变桨扭矩、所述风电机组的塔顶机舱相对于所述风电机组的迎风面的左右位移量、所述塔顶机舱相对于所述风电机组的迎风面的左右加速度以及所述风电机组的塔底的扭矩中的一个或多个。
18.优选的，获取所述风电机组中的各个动力学响应参数，包括：
19.通过设置在所述风电机组中的位移传感器、加速度传感器和力传感器获取所述风电机组中的各个动力学响应参数。
20.优选的，在判定检测到所述风电机组存在叶片损坏故障之后，还包括：
21.生成提示信号并发送给提示模块，以便所述提示模块发出提示。
22.优选的，在将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度之前，还包括：
23.确定所述风电机组的各个叶片的尺寸和所述风电机组的当前风轮转速；
24.基于各个所述叶片的尺寸和所述当前风轮转速确定所述第一预设速率以及所述第二预设速率曲线；
25.进入将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度，以第二预设速率曲线降低所述风电机组的发电机扭矩的步骤。
26.优选的，判断所述风电机组是否处于平衡状态，包括：
27.确定所述风电机组中的各个叶片的相位角；
28.根据各个所述相位角以及所述风轮转速判断所述风电机组是否处于平衡状态；
29.当所述风轮转速为零且各个所述相位角的角度均在预设角度范围内时，判定处于平衡状态，进入锁定所述风电机组的传动轴和风轮的步骤；
30.否则，判定不处于平衡状态，返回根据各个所述相位角以及所述风轮转速判断所述风电机组是否处于平衡状态的步骤。
31.本技术还提供一种叶片损坏后的风电机组保护装置，包括：
32.存储器，用于存储计算机程序；
33.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述的叶片损坏后的风电机组保护方法的步骤。
34.本技术还提供一种风电机组，包括风电机组本体，还包括如上述的叶片损坏后的风电机组保护装置；
35.所述风电机组本体与所述叶片损坏后的风电机组保护装置连接。
36.本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的叶片损坏后的风电机组保护方法的步骤。
37.本技术提供了一种叶片损坏后的风电机组保护方法及相关组件，涉及风电保护领域，通过实时检测与叶片损坏相关的参数，当检测到叶片损坏时，将各个叶片的桨距角均以一定速率调整至顺桨角度，同时以一定速率曲线降低发电机的扭矩，使风电机组的风轮转速逐渐降低，当风轮近似停止转动且各个叶片均为顺桨角度之后，关闭发电机，当风电机组处于平衡状态时，锁定风电机组的传动轴和风轮，完成停机保护。在检测到叶片损坏后通过
降低发电机扭矩和调整顺桨角度的方式来降低风轮转速，可以使发电机安全地停机，进一步在风电机组处于平衡状态后再锁定传动轴和风轮，可以使叶片损坏对风电机组的损伤降低至最小，有效地实现在叶片损坏后对风电机组本体的保护。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本技术提供的一种叶片损坏后的风电机组保护方法的流程图；
40.图2为本技术提供的一种风电机组的叶片平衡位置的示意图；
41.图3为本技术提供的一种风电机组的动力学响应参数的示意图；
42.图4为本技术与现有技术的风轮转速的对比示意图；
43.图5为本技术与现有技术的左右位移的对比示意图；
44.图6为本技术与现有技术的塔顶左右加速度的对比示意图；
45.图7为本技术与现有技术的塔顶扭矩的对比示意图；
46.图8为本技术提供的另一种叶片损坏后的风电机组保护方法的流程图；
47.图9为本技术提供的一种叶片损坏后的风电机组保护装置的结构示意图。
具体实施方式
48.本发明的核心是提供一种叶片损坏后的风电机组保护方法及相关组件，可以使发电机安全地停机，让叶片损坏对风电机组的损伤降低至最小，有效地实现了在叶片损坏时对风电机组本体的保护。
49.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.针对风电机组内部故障和复杂的外部条件，在实际应用中，设置有多种停机措施以保护风电机组结构安全。例如，当变流器出现故障或跳闸时，风电机组触发电网掉电停机；当工作人员在hmi(human machine interface，人机接口)上操作手动停机或者风速小于切出风速时，风电机组触发正常停机措施；当检测到各个叶片的变桨角度之间的差异过大时；风电机组触发安全链停机措施；当检测到风轮转速过大时；风电机组触发快速停机措施等。
51.当叶片破坏断裂时，现有技术检测到塔顶有明显加速度，通常是触发紧急停机措施，即直接关闭发电机并释放发电机扭矩，由于风电机组的塔顶处受风速和叶片转动的影响较大而导致塔顶处的加速度较大，直接关闭发电机会因为惯性以及发电机突然断电的原因而造成风电机组结构损伤破坏，所以紧急停机措施不适合作为叶片损坏时的停机措施。因此，有必要研究和提出叶片损坏时的风电机组控制保护方法，快速辨识叶片损伤情况，降低机组本体应力，实现机组安全停机，提高风电机组结构安全性。
52.为了解决上述技术问题，请参照图1，图1为本技术提供的一种叶片损坏后的风电机组保护方法，包括：
53.s1：当检测到风电机组存在叶片损坏故障时，将风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度；
54.s2：以第二预设速率曲线降低风电机组的发电机扭矩，降低风电机组的风轮转速；
55.s3：判断风轮转速在预设时长内是否均小于预设转速，且各个叶片的桨距角均为顺桨角度；
56.s4：若均为是，则关闭风电机组中的发电机；
57.s5：判断风电机组是否处于平衡状态；
58.s6：若处于平衡状态，则锁定风电机组的传动轴和风轮，完成对风电机组的保护。
59.风电机组运行过程中发生叶片损坏断裂的情况，某根叶片损失部分质量时，因为坏叶片和好叶片之间的存在质量和动量的不平衡，在转动时会带动整个风电机组结构晃动，导致风电机组本体损伤。因为不平衡给风电机组本体带来的某个方向的惯性，若使用紧急停机措施，则会使风电机组本体受到往该方向上更大的力，导致风电机组本体进一步损伤。因此，在检测到叶片损坏或者断裂之后，本技术不会执行紧急停机措施，而是以一定的速率调整叶片的桨距角和降低发动机扭矩，使风轮转速快速降低直到停止。第一预设速率和第二预设速率曲线都需要根据风电机组实际的型号和级别等参数来合理设定，若速率设定地太快则可能会导致风电机组本体受到损伤，若速率设定地太慢则不利于快速停机，同样会带来损坏。
60.将叶片的桨距角调整为顺桨角度指的是将叶片与迎风面之间的角度调成最小，让叶片的受风面最小，降低减弱气动力对风轮的驱动作用，一般垂直于风轮叶片这一平面的角度就是顺桨角度。另外，由于风电机组的叶片通常较大，即使是风轮停止转动之后也还是会受到气动力的影响而产生微小的转动，因此，在判断风轮是否停止时，只需要判断风轮转速在一段时间内是否均小于预设转速即可，该预设转速可以按照实际情况设置为一个很小的值。
61.在风电机组的风轮停止转动后，虽然此时已经基本避免了叶片损坏而给风电机组本体带来的损伤，但因为各个叶片之间存在的质量不平衡的问题，可能会在风轮停止转动后仍给风电机组本体带来一些应力。因此，在风轮停止转动后，先关闭发电机，此时会因为叶片不平衡而产生一定的力，这种力会带动风轮继续缓慢旋转，随着风轮继续旋转逐渐靠近叶片平衡位置，这种力会越来越小，当完全位于平衡位置时，这种力基本为零，此时可以确定叶片对风电机组本体的应力最小，所以在这个时候可以执行高速轴刹车制动，锁定传动轴和风轮，完成对风电机组的保护，可最小化风电机组结构内部的不平衡力，实现机组安全停机和结构保护。作为一种简单的例子，请参照图2，图2为本技术提供的一种风电机组的叶片平衡位置的示意图，风电机组通常有三根叶片，若其中一根叶片完全断裂，那么此时的平衡位置是断裂叶片垂直于地面指向天空，另外两根叶片则分别位于断裂叶片两边的垂直对称位置。
62.请参照图4、5、6和7，图4为本技术与现有技术的风轮转速的对比示意图，图5为本技术与现有技术的左右位移的对比示意图，图6为本技术与现有技术的塔顶左右加速度的对比示意图，图7为本技术与现有技术的塔顶扭矩的对比示意图。在现有技术中，当出现了
叶片损坏断裂等情况时，触发的是紧急停机方案；而本技术考虑到触发紧急停机方案会使风电机组进一步受到损伤，因此提出了一种优化停机方案，根据图4可知，现有技术中在一开始虽然也可以有效地降低风轮转速，但因为在关闭发电力并释放扭矩后风轮会随着惯性继续空转，风轮转速需要较长时间才能近似归零，而本技术通过主动地设定第一预设速率和第二预设速率曲线，通过逐渐降低发动机扭矩和调整叶片至顺桨角度两者同时进行的方式，可以快速有效地降低风轮转速；根据图5可知，由于现有技术中风轮转动的时间更久且转速相对更快，所以塔顶左右位移的幅度比本技术的方法更大；根据图6和图7可知，随着叶片断裂的部分越多(也就是叶片的剩余部分越少)，那么坏叶片和好叶片之间的差距就会越大，风轮不平衡性更加严重，进而使得左右加速度以及塔底扭矩越大，风轮转动的时间更久且转速相对更快，从而导致风电机组进一步损伤，而本技术通过主动降低发电力扭矩和调整叶片顺桨角度的方式来降低风轮转速，可以快速有效地降低左右加速度和塔底扭矩。
63.此外，在判定未检测到风电机组存在叶片损坏故障时，风电机组继续正常工作。
64.综上，通过实时检测与叶片损坏相关的参数，当检测到叶片损坏时，将各个叶片的桨距角均以一定速率调整至顺桨角度，同时以一定速率曲线降低发电机的扭矩，使风电机组的风轮转速逐渐降低，当风轮近似停止转动且各个叶片均为顺桨角度之后，关闭发电机，当风电机组处于平衡状态时，锁定风电机组的传动轴和风轮，完成停机保护。在检测到叶片损坏后通过降低发电机扭矩和调整顺桨角度的方式来降低风轮转速，可以使发电机安全地停机，进一步在风电机组处于平衡状态后再锁定传动轴和风轮，可以使叶片损坏对风电机组的损伤降低至最小，有效地实现在叶片损坏后对风电机组本体的保护。
65.在上述实施例的基础上：
66.作为一种优选的实施例，在将风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度之前，还包括：
67.获取风电机组中的各个动力学响应参数；
68.分别将各个动力学响应参数乘以各自对应的预设权重值，得到各个动力学响应参数对应的叶片失效判断因子；
69.将各个叶片失效判断因子相加之和作为风电机组的叶片状态值；
70.判断叶片状态值是否大于预设故障值；
71.若是，则判定检测到风电机组存在叶片损坏故障；
72.若否，则判定未检测到风电机组存在叶片损坏故障。
73.为了准确地判断风电机组是否存在叶片损坏的故障，本技术中，需要持续获取风电机组中的各个动力学响应参数，动力学响应参数具体指的是跟叶片损坏断裂时会发生明显变化的参数，具体选择的参数是叶片变桨扭矩、塔顶左右位移、塔顶左右加速度和塔底扭矩这些参数中的一个或多个。因为叶片损伤断裂的风电机组的瞬时表现为坏叶片与好叶片的变桨扭矩之间存在明显差异，进而带动风电机组本体的塔顶左右晃动，使得塔顶左右位移、塔顶左右加速度、塔底扭矩等侧向动力学响应参量明显增大，可见，这些参数与叶片损坏断裂这一情况存在强相关性，所以需要选择这些参数作为动力学响应参数。
74.请参照图3，图3为本技术提供的一种风电机组的动力学响应参数的示意图，塔顶左右晃动指的是以风电机组的迎风面作为正面，塔顶往迎风面的左右两侧晃动，左右加速度指的是塔顶往两侧晃动时的加速度，塔底扭矩指的是塔顶晃动时给塔底带来的扭矩，叶
片变桨扭矩指的是叶片与风轮之间因为转动带来的气动力和阻力而形成的扭矩。
75.在根据动力学响应参数确定叶片是否损坏断裂时，考虑到不同参数的实际值所对应的表现不同，部分参数更能表现出叶片是否损坏断裂，因此，需要根据不同参数对于叶片的表现力设定不同的权重，越高的权重说明该参数对叶片是否损坏断裂的判断的重要性越高。例如：风电机组正常运行时，若遇到了来自两侧的气动力，也会使得风电机组稍微晃动，因此，左右位移和加速度对应的权重值较低；当风电机组晃动时，会导致塔底扭矩发生变化，但是正常情况下因为叶片质量平衡，没有带来额外的补平衡力，所以塔底扭矩较小，当叶片损坏断裂导致叶片质量不平衡时，塔底扭矩会变得非常大，可见，塔底扭矩可以比较明显地体现叶片是否损坏断裂，因此其对应的权重值较高；而对于叶片变桨扭矩，根据上述内容可知，叶片损伤断裂时，坏叶片与好叶片的变桨扭矩之间存在明显差异，因此变桨扭矩也可以明显地体现叶片是否损坏断裂，所以其对应的权重值较高。在实际应用时，将这些参数乘以各自的权重之后再相加，得到风电机组整体的叶片状态值，根据正常工作时的叶片状态值设定一个预设故障值作为阈值，若实际应用中检测到叶片状态值大于该阈值，则可以确定叶片损坏断裂。基于此，可以准确地判断风电机组是否存在叶片损坏的故障。
76.作为一种优选的实施例，动力学响应参数包括风电机组中的各个叶片的变桨扭矩、风电机组的塔顶机舱相对于风电机组的迎风面的左右位移量、塔顶机舱相对于风电机组的迎风面的左右加速度以及风电机组的塔底的扭矩中的一个或多个。
77.作为一种优选的实施例，通过设置在所述风电机组中的位移传感器、加速度传感器和力传感器获取所述风电机组中的各个动力学响应参数。
78.为了简单地获取到各种动力学响应参数，本技术中，在风电机组中的各处设置有多类型的传感器，在塔顶处设置有位移传感器用于检测塔顶的左右位移量，加速度传感器用于检测塔顶的左右加速器，力传感器用于检测每根叶片的变桨扭矩，在塔底也设置有一个力传感器用于检测塔底的扭矩。通过传感器获取特征参量毫秒级的时程数据，可以为后续判断叶片是否发生损坏断裂故障提供有效数据支撑，同时不需要处理器自行计算得到各种动力学响应参数，可以简单地获取到各种动力学响应参数。
79.请采参照图8，图8为本技术提供的另一种叶片损坏后的风电机组保护方法的流程图，在风电机组启动之后，处理器则通过各种传感器持续检测风电机组中的几种动力学响应参数，若根据这些动力学响应参数确定叶片损坏，则执行叶片损坏的保护方法，也就是执行以第一预设速度调整叶片桨距角到顺桨角度以及第二预设速率曲线降低发电力扭矩的方法，然后判断风电机组现在的状态是否满足停机条件，也就是判断风轮转速是否为零且各个叶片都顺桨，是则关闭发电机，让风电机组缓慢旋转到平衡位置后锁死传动轴和风轮，完成对风电机组的保护。
80.作为一种优选的实施例，在将风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度之前，还包括：
81.确定风电机组的各个叶片的尺寸和风电机组的当前风轮转速；
82.基于各个叶片的尺寸和当前风轮转速确定第一预设速率以及第二预设速率曲线；
83.进入将风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度的步骤。
84.为了确定合理的停机速率，本技术中，需要根据各个叶片现在的状态来确定两个预设速率。具体的，需要根据叶片的实际大小以及当前的风轮转速来确定实际的降低速率，
叶片越大则惯性越大，降低速率过快给风电机组带来的损伤越大，当前风轮转速越大同样有更大的惯性，也不能过快地降低速率，可见，叶片大小以及当前风轮转速与第一预设速率/第二预设速率曲线之间为负相关，基于此，通过设定发电机扭矩和叶片顺桨速率，合理且快速降低风轮转速，以最大化减小叶片损坏断裂引起的风轮不平衡对风电机组结构的破坏作用。基于此，可以确定合理的停机速率。
85.作为一种优选的实施例，判断风电机组是否处于平衡状态，包括：
86.确定风电机组中的各个叶片的相位角；
87.根据各个相位角以及风轮转速判断风电机组是否处于平衡状态；
88.当风轮转速为零且各个相位角的角度均在预设角度范围内时，判定处于平衡状态，进入锁定风电机组的传动轴和风轮的步骤；
89.否则，判定不处于平衡状态，返回根据各个相位角以及风轮转速判断风电机组是否处于平衡状态的步骤。
90.为了简单地判断风电机组是否处于平衡状态，本技术中，通过检测每个叶片的相位角的方式来判断。具体的，相位角实际指的是每个叶片与预设的一条坐标轴之间的夹角，该坐标轴通常可以是以风轮的中心点为坐标原点的平行或垂直于地面的直线作为坐标轴，叶片则相当于是一端位于坐标原点的线段，两者之间的夹角则是相位角，当风电机组位于平衡状态时，几个叶片的相位角通常都是某个固定值。例如，坐标轴为垂直于地面的直线，风电机组有三根叶片，当其中的一根断裂时，风电机组的平衡位置是断裂叶片垂直于地面指向天空，另外两根叶片则分别位于断裂叶片两边的垂直对称位置，映射到坐标系上之后，断裂叶片与坐标轴重叠，夹角为0度，两根完好叶片与坐标轴之间的夹角分别是-120度和120度，那么当风轮转速近似归零且三根叶片的角度分别位于0度左右、-120度左右和120度左右时，就可以判定风电机组处于平衡状态。可以理解的是，该例子中的相位角度并非是绝对值，需要根据风电机组每根叶片实际的相差角度来决定。在实际应用中，持续检测各个叶片的相位角和风轮转速，只有当各个叶片的相位角都在预设角度范围内且风轮停止转动时才可以判定处在平衡状态，若某个叶片的相位角不在预设角度范围或者风轮还没有完全停止转动，都不能判定其为平衡状态，需要继续进行检测。基于此，可以简单地判断风电机组是否处于平衡状态。
91.作为一种优选的实施例，在判定检测到风电机组存在叶片损坏故障之后，还包括：
92.生成提示信号并发送给提示模块，以便提示模块发出提示。
93.为了提示工作人员，本技术中，在确定了有叶片损坏断裂后，立刻生成提示信号并发送给提示模块，考虑到风电机组通常设置在远离城区的野外，所以提示模块可以是发电厂中的控制台终端或者是工作人员的个人终端。通过在风电机组中设置无线通信模块或者通过风电机组的电力设施的有线网络将提示信号传输到提示模块中，以便工作人员及时得知有叶片损坏断裂。此外，提示信号中可以包含风电机组的编号和风电机组所在的位置等特征信息，以便工作人员及时定位发生故障的风电机组。
94.请参照图9，图9为本技术提供的一种叶片损坏后的风电机组保护装置的结构示意图，包括：
95.存储器21，用于存储计算机程序；
96.处理器22，用于执行所述计算机程序时实现如上述的叶片损坏后的风电机组保护
方法的步骤。
97.对于本技术提供的一种叶片损坏后的风电机组保护装置的详细介绍，请参照上述叶片损坏后的风电机组保护方法的实施例，本技术在此不再赘述。
98.本技术还提供一种风电机组，括风电机组本体，还包括如上述的叶片损坏后的风电机组保护装置；
99.所述风电机组本体与所述叶片损坏后的风电机组保护装置连接。
100.对于本技术提供的一种风电机组的详细介绍，请参照上述叶片损坏后的风电机组保护方法的实施例，本技术在此不再赘述。
101.本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的叶片损坏后的风电机组保护方法的步骤。
102.对于本技术提供的一种计算机可读存储介质的详细介绍，请参照上述叶片损坏后的风电机组保护方法的实施例，本技术在此不再赘述。
103.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
104.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
105.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，包括：当检测到风电机组存在叶片损坏故障时，将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度；以第二预设速率曲线降低所述风电机组的发电机扭矩，降低所述风电机组的风轮转速；判断所述风轮转速在预设时长内是否均小于预设转速，且各个所述叶片的桨距角均为顺桨角度；若均为是，则关闭所述风电机组中的发电机，并判断所述风电机组是否处于平衡状态；若处于平衡状态，则锁定所述风电机组的传动轴和风轮，完成对所述风电机组的保护。2.如权利要求1所述的叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，在检测到风电机组存在叶片损坏故障之前，还包括：获取所述风电机组中的各个动力学响应参数；分别将各个所述动力学响应参数乘以各自对应的预设权重值，得到各个所述动力学响应参数对应的叶片失效判断因子；将各个所述叶片失效判断因子相加之和作为所述风电机组的叶片状态值；判断所述叶片状态值是否大于预设故障值；若是，则判定检测到所述风电机组存在叶片损坏故障；若否，则判定未检测到所述风电机组存在叶片损坏故障。3.如权利要求2所述的叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，所述动力学响应参数包括所述风电机组中的各个叶片的变桨扭矩、所述风电机组的塔顶机舱相对于所述风电机组的迎风面的左右位移量、所述塔顶机舱相对于所述风电机组的迎风面的左右加速度以及所述风电机组的塔底的扭矩中的一个或多个。4.如权利要求3所述的叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，获取所述风电机组中的各个动力学响应参数，包括：通过设置在所述风电机组中的位移传感器、加速度传感器和力传感器获取所述风电机组中的各个动力学响应参数。5.如权利要求2所述的叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，在判定检测到所述风电机组存在叶片损坏故障之后，还包括：生成提示信号并发送给提示模块，以便所述提示模块发出提示。6.如权利要求1所述的叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，在将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度之前，还包括：确定所述风电机组的各个叶片的尺寸和所述风电机组的当前风轮转速；基于各个所述叶片的尺寸和所述当前风轮转速确定所述第一预设速率以及所述第二预设速率曲线；进入将所述风电机组的各个叶片的桨距角均以第一预设速率调整至顺桨角度，以第二预设速率曲线降低所述风电机组的发电机扭矩的步骤。7.如权利要求1至6任一项所述的叶片损坏后的风电机组保护方法，其特征在于，判断所述风电机组是否处于平衡状态，包括：确定所述风电机组中的各个叶片的相位角；
根据各个所述相位角以及所述风轮转速判断所述风电机组是否处于平衡状态；当所述风轮转速为零且各个所述相位角的角度均在预设角度范围内时，判定处于平衡状态，进入锁定所述风电机组的传动轴和风轮的步骤；否则，判定不处于平衡状态，返回根据各个所述相位角以及所述风轮转速判断所述风电机组是否处于平衡状态的步骤。8.一种叶片损坏后的风电机组保护装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的叶片损坏后的风电机组保护方法的步骤。9.一种风电机组，其特征在于，包括风电机组本体，还包括如权利要求8所述的叶片损坏后的风电机组保护装置；所述风电机组本体与所述叶片损坏后的风电机组保护装置连接。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的叶片损坏后的风电机组保护方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种叶片损坏后的风电机组保护方法及相关组件，涉及风电保护领域，通过实时检测与叶片损坏相关的参数，当检测到叶片损坏时，将各个叶片的桨距角均以一定速率调整至顺桨角度，同时以一定速率曲线降低发电机的扭矩，使风电机组的风轮转速逐渐降低，当风轮近似停止转动且各个叶片均为顺桨角度之后，关闭发电机，当风电机组处于平衡状态时，锁定风电机组的传动轴和风轮，完成停机保护。在检测到叶片损坏后通过降低发电机扭矩和调整顺桨角度的方式来降低风轮转速，可以使发电机安全地停机，进一步在风电机组处于平衡状态后再锁定传动轴和风轮，可以使叶片损坏对风电机组的损伤降低至最小，有效地实现在叶片损坏后对风电机组本体的保护。电机组本体的保护。电机组本体的保护。


技术研发人员：牟哲岳 孙勇 王瑞良 聂方正 杨翀
受保护的技术使用者：浙江运达风电股份有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/5/25