风力发电机及其控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种风力发电机及其控制方法和装置，该风力发电机的控制方法包括：设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0；周期性检测风力发电机的功率，并判断检测到的Pc是否等于额定功率P额，若是则继续检测当前功率；若否则判断Pc是否大于或等于P0，若是，则将Pc赋值给P0，并采用与上一调节周期相同的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节；若Pc小于P0则将Pc赋值给P0，并改变对转矩调节变量T的调整方向，采用与上一调节周期相反的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节，继续检测风力发电机的功率。实施本发明专利技术能够提高风力发电机的整机效率。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机及其控制方法和装置
本专利技术涉及风力发电
，特别涉及一种风力发电机及其控制方法和装置。
技术介绍
目前，比较常用的风力发电机组的控制方式为：根据可以测量到的量对风速进行估算，计算出最优风能利用系数Cp所对应的转速，然后经过理论计算绘制出转矩转速曲线，通过检测实时风速，拟合转矩转速曲线，确定当前转矩输入值，然后通过控制发电机转矩尽快达到所需转速。但是，根据依赖于上述理论计算的转矩转速曲线来调节转矩，不能使风机达到最优转速，这主要是因为：1)在风机运行的实际环境中，能够影响风速的因素如空气密度、地表粗糙度、温度等都会随着地理位置和季节、时间的不同而发生变化，这种变化是动态的、随机的，理论推算出来的风速值不能真实的反映实际风况。2)风机零部件受加工误差和运行磨损的影响，实际性能与设计性能存在差别，比如叶片气动性能上的差异，并且这种差异将随着部件的逐渐磨损消耗而逐渐增大，而这种差异并没有考虑到上述理论计算中。3)理论计算的转矩转速曲线存在拐点，如图1所示的转矩转速曲线中，出现两个拐点A、B，由于控制过程中对拐点的拟合存在难度，不利于确定风机的最优转速。因此，采用传统的控制方式，风机很难以最优转速运行，导致风机的整机性能降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的之一在于提出一种风力发电机及其控制方法和装置，能够提高风力发电机的整机效率。进一步来讲，该风力发电机的控制方法包括：设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0；周期性检测风力发电机的功率，并判断检测到的当前功率Pc是否等于额定功率P额，若当前功率Pc等于额定功率P额，则继续检测风力发电机的功率；若当前功率Pc不等于额定功率P额，则判断当前功率Pc是否大于或等于参照功率P0，若是，则将当前功率Pc赋值给参照功率P0，并采用与上一调节周期相同的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节；若当前功率Pc小于参照功率P0，则将当前功率Pc赋值给参照功率P0，并改变对转矩调节变量T的调整方向，采用与上一调节周期相反的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节，继续检测风力发电机的功率。在一些实施例中，若所述上一调节周期的转矩调整方向是指对转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT，则：采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，转矩调节变量T继续增加转矩调整增量ΔT；采用与上一调节周期相反的转矩调整方向时，转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT。在一些实施例中，若所述上一调节周期的转矩调整方向是指对转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT，则：采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，转矩调节变量T继续减少转矩调整增量ΔT；采用与上一调节周期相反的转矩调整方向时，转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT。在一些实施例中，所述转矩调整增量ΔT根据风力发电机的性能参数和作业环境进行设置。在一些实施例中，所述参照功率P0的初始值为初始功率，根据风力发电机的工作功率和额定功率进行设置。与上述方法相对应的是，本专利技术提出的风力发电机的控制装置包括：设置单元，用于设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0；检测单元，用于周期性检测风力发电机的功率；判断单元，与所述设置单元及所述检测单元连接，用于判断检测到的当前功率Pc是否等于额定功率P额，以及用于判断当前功率Pc是否大于或等于参照功率P0；迭代单元，与所述检测单元及所述判断单元连接，用于将检测到的当前功率Pc赋值给参照功率P0；调节单元，与所述判断单元连接，用于根据所述判断单元的判断结果，参照上一调节周期的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节。在一些实施例中，所述调节单元包括：方向控制子单元，用于根据所述判断单元的判断结果，参照上一调节周期的转矩调整方向，确定转矩调节变量T的调整方向；数值调节子单元，用于根据所述方向控制子单元确定的转矩调节变量T的调整方向，对转矩调节变量T增加或减少转矩调整增量ΔT。在一些实施例中，所述数值调节子单元用于获取上一调节周期的转矩调整方向，所述方向控制子单元确定采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，所述数值调节子单元用于继续对转矩调节变量T增加或减少转矩调整增量ΔT。在一些实施例中，所述数值调节子单元用于获取上一调节周期的转矩调整方向，所述上一调节周期的转矩调整方向是指对转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT的情况，所述方向控制子单元确定采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，所述数值调节子单元用于继续对转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT；所述方向控制子单元确定采用与上一调节周期相反的转矩调整方向时，所述数值调节子单元用于对转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT；所述上一调节周期的转矩调整方向是指对转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT的情况，所述方向控制子单元确定采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，所述数值调节子单元用于继续对转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT；所述方向控制子单元确定采用与上一调节周期相反的转矩调整方向时，所述数值调节子单元用于对转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：本专利技术中风力发电机的控制方法和装置可避开对理论模型依赖，通过根据实测功率调节电机转矩，以反复迭代的方式，寻求当前状况下的最优功率，提高整机性能。进一步来讲，设置动态调节基准即转矩调整增量ΔT当功率上升时保持转矩调整增量ΔT的方向，当功率下降时改变调整增量ΔT的方向为原调整方向的反向，这种调节方式可以不考虑风速的变化，避免因环境工况改变、加工误差、理论转矩转速拐点难以拟合、理论转矩转速曲线与实际情况存在偏差等原因导致的整机效率降低的问题，因而提高风力发电机的整机效率。另外，本专利技术还提出一种风力发电机，该力发电机设置有前述任一种的风力发电机的控制装置。由于上述任一种风力发电机的控制装置具有上述技术效果，因此，设有该风力发电机的控制装置的工程机械也应具备相应的技术效果，兹不赘述。附图说明构成本专利技术实施例一部分的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为相关技术中转矩转速曲线的示意图；图2为本专利技术实施例提供的风力发电机转速控制方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本专利技术的各优选实施例作进一步说明：方法实施例为寻求风力发电机的当前状况下的最优功率，提高其整机性能，本实施例提出一种风力发电机的控制方法，该方法包括以下步骤：S100：设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0。其中，转矩调整增量ΔT为动态基准，可根据风力发电机的性能参数和作业环境进行设置。参照功率P0的初始值为初始功率，根据风力发电机的工作功率和额定功率进行设置。S102：周期性检测风力发电机的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机的控制方法，其特征在于，包括：设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0；周期性检测风力发电机的功率；判断检测到的当前功率Pc是否等于额定功率P额，若当前功率Pc等于额定功率P额，则继续检测风力发电机的功率；若当前功率Pc不等于额定功率P额，则判断当前功率Pc是否大于或等于参照功率P0，若是，则将当前功率Pc赋值给参照功率P0，并采用与上一调节周期相同的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节；若当前功率Pc小于参照功率P0，则将当前功率Pc赋值给参照功率P0，并采用与上一调节周期相反的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节，继续检测风力发电机的功率。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机的控制方法，其特征在于，包括：设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0；周期性检测风力发电机的功率；判断检测到的当前功率Pc是否等于额定功率P额，若当前功率Pc等于额定功率P额，则继续检测风力发电机的功率；若当前功率Pc不等于额定功率P额，则判断当前功率Pc是否大于或等于参照功率P0，若是，则将当前功率Pc赋值给参照功率P0，并采用与上一调节周期相同的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节；若当前功率Pc小于参照功率P0，则将当前功率Pc赋值给参照功率P0，并采用与上一调节周期相反的转矩调整方向，对转矩调节变量T按照转矩调整增量ΔT进行调节，继续检测风力发电机的功率。2.根据权利要求1所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，若所述上一调节周期的转矩调整方向是指对转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT，则：采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，转矩调节变量T继续增加转矩调整增量ΔT；采用与上一调节周期相反的转矩调整方向时，转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT。3.根据权利要求1所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，若所述上一调节周期的转矩调整方向是指对转矩调节变量T减少转矩调整增量ΔT，则：采用与上一调节周期相同的转矩调整方向时，转矩调节变量T继续减少转矩调整增量ΔT；采用与上一调节周期相反的转矩调整方向时，转矩调节变量T增加转矩调整增量ΔT。4.根据权利要求1至3任一项所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，所述转矩调整增量ΔT根据风力发电机的性能参数和作业环境进行设置。5.根据权利要求4所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，所述参照功率P0的初始值为初始功率，根据风力发电机的工作功率和额定功率进行设置。6.一种风力发电机的控制装置，其特征在于，包括：设置单元，用于设置风力发电机的转矩调节变量T、转矩调整增量ΔT、及参照功率P0；检测单元，用于周期性检测风力发电机的功率；判断单元，与所述设置单元及所述检测单元连接，用于判断检测到的当前功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪瑞平，高松筠，
申请(专利权)人：三一重型能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11