一种风力发电机的控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风力发电机的控制方法及控制系统，控制方法包括：获取当前风速以及在当前风速下风力发电机的桨叶角度；根据当前风速调整桨叶角度至目标角度，使桨叶能够最大限度吸收风能。控制系统包括风速测量设备、角度测量设备和变桨控制器，变桨控制器与风速测量设备、角度测量设备以及风力发电机的多片桨叶连接，用于通过控制桨叶的角度控制风力发电机的转速，并根据当前风速调整桨叶角度至目标角度，使桨叶能够最大限度吸收风能。通过本发明专利技术能够在风力发电机在还没有达到额定功率之前，根据风速调整桨叶角度，以提高其在特定风速区间的风能捕获能力，从而在不增加额外成本的条件下提高风力发电机的发电量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电机的控制方法及控制系统。
技术介绍
近年来随着风电行业的快速发展，如何提高机组的发电量已成为风力发电机组的核心控制技术，尤其是在不增加额外成本的情况下提高机组的发电量，因此如何控制机组更有效地捕获风能以提高发电量异常重要。变桨系统是风力发电机的重要组成部分，传统的机组控制模式是在机组处于额定功率以下时桨叶的角度值处在一个固定的角度，这个角度是根据桨叶本身的特性计算得至IJ，只有在机组超过额定功率后才开始调节桨叶角度，保持机组恒定的功率输出。但是这种机组控制模式有一个弊端是，通过计算所得到的桨叶角度值能够在低于额定风速时具有比其他任何角度范围都更宽的最大风能捕获能力，但是在某一些特定的风速区间内并不是所得到的桨叶角度值下具有最大风能捕获能力，而是在其他桨叶角度值下具有更好的风能捕获能力。基于上述可知，现有的机组控制模式无法在某一些特定的风速区间内达到最大风能捕获能力。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的为提供一种风力发电机的控制方法及控制系统，以解决现有技术中的机组控制模式无法在某一些特定区间达到最佳风能捕获能力的技术问题。为实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种风力发电机的控制方法，包括:获取当前风速以及在当前风速下风力发电机的桨叶角度；根据所述当前风速调整所述桨叶角度至目标角度，使桨叶能够最大限度吸收风會K。根据本专利技术的另一个实施例，根据所述当前风速调整所述桨叶角度至目标角度的步骤包括:根据所述当前风速以及风速与风功率利用系数的对应关系设定特定桨叶角度作为所述目标角度；判断所述桨叶角度是否达到所述目标角度，如果所述桨叶角度没有达到所述目标角度则执行变桨指令，其中所述变桨指令是指实时获取当前风速以及在当前风速下风力发电机的桨叶角度，同时更新所述当前风速和所述桨叶角度，并根据更新后的所述当前风速以及所述桨叶角度调整所述桨叶角度，直到所述桨叶角度达到所述目标角度；其中所述风功率利用系数为在当前风速下所述风力发电机处于所述特定桨叶角度获得最大限度吸收风能。根据本专利技术的另一个实施例，所述控制方法还包括:预先设定风速与风功率利用系数的对应关系，且在不同的风速区间内对应的风功率利用系数不同，对应的目标角度也不同。根据本专利技术的另一个实施例，如果所述桨叶角度达到所述目标角度还包括:获取所述风力发电机的当前运行功率以及转速；转矩功率控制器根据所述当前运行功率和所述转速控制所述风力发电机的运行。根据本专利技术的另一个实施例，所述控制方法还包括:在所述风力发电机运行过程中判断所述风力发电机的当前运行功率是否达到额定功率，当所述风力发电机的当前运行功率没有达到所述额定功率时，判断所述桨叶角度是否达到所述目标角度；当所述风力发电机的当前运行功率达到所述额定功率时，执行变桨操作以保持所述风力发电机在恒定功率下运行，其中所述恒定功率的值等于所述额定功率的值。为解决上述技术问题，另一方面，本专利技术还提供了一种风力发电机的控制系统，用于对风力发电机进行控制，包括:风速测量设备，用于测量所述风力发电机工作时当前风速；角度测量设备，用于测量桨叶角度；变桨控制器，与所述风速测量设备、所述角度测量设备以及所述风力发电机的多片桨叶连接，用于通过控制所述桨叶的角度控制所述风力发电机的转速，并根据所述当前风速调整所述桨叶角度至目标角度，使桨叶能够最大限度吸收风能。根据本专利技术的一个实施例，还包括:预设模块，用于预先设定风速与风功率利用系数的对应关系，其中所述风功率利用系数为在当前风速下所述风力发电机处于特定桨叶角度获得最大限度吸收风能；第一判断模块，用于判断所述桨叶角度是否达到所述目标角度，如果所述桨叶角度没有达到所述目标角度则发送变桨指令至所述变桨控制器，其中所述变桨指令是指实时获取当前风速以及在当前风速下风力发电机的桨叶角度，同时更新所述当前风速和所述桨叶角度，并根据更新后的所述当前风速以及所述桨叶角度调整所述桨叶角度，直到所述桨叶角度达到所述目标角度。根据本专利技术的另一个实施例，所述预设模块在预先设定风速与风功率利用系数的对应关系时，在不同的风速区间内对应的风功率利用系数不同，对应的目标角度也不同。根据本专利技术的另一个实施例，还包括:功率测量设备，用于测量所述风力发电机的当前运行功率；转速测量设备，用于测量所述风力发电机的转速；转矩功率控制器，用于根据所述当前运行功率和所述转速控制所述风力发电机的运行。根据本专利技术的另一个实施例，还包括:第二判断模块，用于在所述风力发电机运行过程中判断所述风力发电机的当前运行功率是否达到额定功率，当所述风力发电机的当前运行功率没有达到所述额定功率时，转至判断所述桨叶角度是否达到所述目标角度；当所述风力发电机的当前运行功率达到所述额定功率时，执行变桨操作以保持所述风力发电机在恒定功率下运行，其中所述恒定功率的值等于所述额定功率的值。基于上述技术方案可知，本专利技术的有益效果在于:能够在风力发电机在还没有达到额定功率之前，根据风速调整桨叶角度，以提高其在特定风速区间的风能捕获能力，从而在不增加额外成本的条件下提高风力发电机的发电量。【附图说明】图1为本专利技术实施例一提供的一种风力发电机的控制方法的步骤流程图。图2为本专利技术实施例一中步骤S20的步骤流程图。图3为本专利技术实施例一中在不同风速区间风速-风功率利用系数的关系示意图。图4为图3中风速在2.5m/s?12.5m/s区间风速-风功率利用系数的关系示意图。图5为本专利技术实施例一提供的用于风力发电机变桨控制的方法的整体流程图。图6为本专利技术实施例二中提供的一种风力发电机的控制系统的组成示意图。【具体实施方式】现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例;相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式当前第1页1 2 3 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：获取当前风速以及在当前风速下风力发电机的桨叶角度；根据所述当前风速调整所述桨叶角度至目标角度，使桨叶能够最大限度吸收风能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，
申请(专利权)人：太原重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14