一种风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法技术

本发明专利技术提供了一种风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法，风机启动并网，运行风机建立实时更新的风信息数据表，并依据风信息数据表和本台风机实时运行数据判断本台风机当前运行状态，并发送本台风机引起超速信息数据；环网服务器接收运行风机发送的引起超速信息数据，结合环网服务器内存储的风场数据，判定位于存在超速可能运行风机下风向的将被大风波及到的风机号，建立针对不同下风向被波及风机的预警信息表；下风向被波及风机接收环网服务器发送的预警信息表，并结合本台风机风信息数据表以及本台风机当前运行状态数据，制定适用于本台风机的预警处置策略；下风向被波及风机将预警处置策略信息化回传环网服务器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于风力发电
，具体涉及一种风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法。
技术介绍
近年来随着风电行业的快速发展，大量风机被安装到人迹罕至的地区，这些地区气候变动较大，环境恶劣，如何提高风力发电机组的安全性已经成为控制系统设计时需要重点考虑的方面。一般情况下，在同一个风场内，风资源情况大体上是相同的，虽然风机分布在不同的位置，相互之间的距离又比较远，但是一段时间内风的变化是相同的，即当有短时或者长时间大风来时，处于上风向的风机总是首先检测到并作出相应反应动作，处于下风向的风机随后也会随着大风的到来作出类似的反应动作。传统的风机大风安全控制方法主要是由主控系统内置传感器检测到风机超速，立即启动主控系统内置的应急停机方案，在大风情况下紧急停机保护风机。但是，这种传统方法是基于已经超速情况下的风机紧急保护，一旦启动，即使风机处于满发状态，也需要紧急停机，紧急停机对整个塔筒的震动影响是十分巨大的，尤其是在大风满载情况下的紧急停机，很容易造成风机部件的损坏。而且，这种传统的风机大风安全控制方法仅局限于本台风机，不能和风场内其他风机进行风信息数据的共享，因此，当大风来临时缺乏预警功能，不能提早平稳停机。除上述之外，如果大风来的比较突然，短时内造成上风向风机紧急停机，下风向风机又没有预警，当大风到达时也会紧急停机，这样的连锁反应在突来短时大风时会造成整个风场的大量风机紧急停机，不仅损失发电量，损害风机自身系统，也会对电网安全造成影响。基于上述可知，现有的风力发电机大风安全控制方法无法在大风来临时有选择的平稳的稳定风机。
技术实现思路
本专利技术提供了一种风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法，在大风突袭时提前预警，确保下风向风机紧急避险、安全停机，保护风机安全、电网安全，保证发电量。本专利技术提供的风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法，包括以下步骤：S1、风机启动并网，运行风机通过风测量系统采集本台风机风信息数据，运行风机的主控系统依据本台风机风信息数据建立实时更新的风信息数据表，运行风机主控系统依据本台风机风信息数据表和本台风机实时运行数据判断本台风机当前运行状态，并发送本台风机引起超速信息数据；S2、环网服务器接收运行风机发送的引起超速信息数据，进行分析处理，并结合环网服务器内存储的风场数据，计算风场一段时间内的风流动态数据，并判定位于存在超速可能运行风机下风向的将被大风波及到的风机号，建立针对不同下风向被波及风机的预警信息表，并传送给相应下风向被波及风机；S3、下风向被波及风机接收环网服务器发送的预警信息表，并结合本台风机风信息数据表以及本台风机当前运行状态数据，制定适用于本台风机的预警处置策略；S4、下风向被波及风机将预警处置策略信息化回传环网服务器，供环网服务器汇总、优化后期的预警处理。进一步的，所述风测量系统包括风速测量传感器和风向测量传感器。进一步的，所述风信息数据包括风速、风向、风增速、风向变化率。进一步的，所述风机运行状态分为停机、满载运行、未满载运行。进一步的，所述风场数据包括风机拓扑关系数据、风场风能分布数据、风机功率曲线数据、每台风机地理位置数据、风场地理位置数据。本专利技术的有益效果：采用基于高速风场数据交换的提前预测判定的控制策略，使环网内的风机数据共享，并通过预警系统提前预测大风在整个风场内的流动走向及蕴含的能量，在风到达前的一段时间内提前做好相应的准备与状态调节，并能提前预测风的增加速率，对风增加速率与功率曲线中的速率要求对比，在预测到风增速过大，风机难以在风到达时维持稳定的的情况下，提前降载降功率运行，在大风到来时具有缓冲的可调空间，防止出现瞬时超速或者超功率的情况出现，不损失发电量的同时又能降低紧急停机次数，减小紧急停机对风机发电系统部件的损害，减小紧急停机对整个发电系统带来的震动冲击，提高风机运行的安全、稳定性，杜绝出现在强风情况下紧急停机失败造成的飞车事故。附图说明图1是本专利技术实施例风力发电机组的环网内大风安全预警控制系统拓扑关系图，图2是本专利技术方法流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，不能理解为对本专利技术具体保护范围的限定。实施例参照图1，本实施例的风力发电机组的大风安全预警控制系统，包括多台风力发电机(图示有6台风力发电机)、环网服务器、风场监控室，所述多台风力发电机通过环网光纤通讯连接，所述每台风力发电机具有风测量系统，所述多台风力发电机通过环网光纤与环网服务器通讯连接，所述风场监控室通过环网光纤与环网服务器通讯连接。参照图2，基于所述风力发电机组的环网内大风安全预警控制系统的预警控制方法，包括以下步骤：S1、风机启动并网，运行风机通过风测量系统采集本台风机风信息数据，运行风机的主控系统依据本台风机风信息数据建立实时更新的风信息数据表，运行风机主控系统依据本台风机风信息数据表和本台风机实时运行数据判断本台风机当前运行状态，并发送本台风机引起超速信息数据。所述风测量系统包括风向测量传感器和风速测量传感器。所述风信息数据表的内容包括当前风速、风向、风增速、风向变化率、转速提升率等，其中，风增速是一个重要的信息点，它包含着在短时间内风速增加的程度，即风速的加速度所能达到的等级，一旦超过等级上限，代表此时的风速能够引起风机瞬时超速。所述主控系统还会计算本台风机当前和未来风轮以及发电机转速增速曲线。所述风机运行状态分为停机、未满载运行、满载运行，所述风机如果处于停机状态，环网服务器会根据停机故障表查找停机原因，查看停机原因是否是因大风导致风机瞬时超速。如果风机处于未满载运行状态，由于变桨系统的设计，为了获得最大的能量，桨叶处于0°状态运行，这个时候如果来大风，桨叶不动，变流器进行转矩控制，提升转速来提高发电出力，当风速继续增加，桨叶在0°风机达到满载运行状态，为了维持恒频，桨叶会回桨，根据发电机转速实时调节角度。风增速与桨叶回桨最大速度的比K是有上限的，当K值超过上限，代表风增速远远超过桨叶回桨的速度，即使使用最大回桨速度，也不能抵消风增速带来的风机转速迅速提升，风机仍会超速，此时，主控系统分别将未满载运行状态和满载运行状态分别划分为多个等级，本实施例划分为四个等级，未满载状态为不会引起超速的一级转速提升和二级转速提升，以及会引起超速的一级转速提升超限和二级转速提升超限。满载状态分为不会引起超速的一级收桨速率、二级收桨速率和会引起超速的一级收桨速率超限、二级收桨速率超限。当主控系统判定风增速带来的仅仅是风机转速提升时，会将风增速和转速提升做一个对比表发送给环网服务器，仅供下风向风机参考。当主控系统判定风增速带来的可能是引起超速的超速比时，就将引起超速信息数据发送环网服务器。并且主控系统还需要统计引起超速的原因是否是变桨系统收桨速度不够，或者是主控系统针对大风的反应时间不够等。S2、环网服务器接收运行风机发送的引起超速信息数据，进行分析处理，并结合环网服务器内存储的风场数据，计算风场一段时间内的风流动态数据，并判定位于存在超速可能运行风机下风向的将被大风波及到的风机号，建立针对不同下风向被波及风机的预警信息表，并传送给相应下风向被波及风机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、风机启动并网，运行风机通过风测量系统采集本台风机风信息数据，运行风机的主控系统依据本台风机风信息数据建立实时更新的风信息数据表，运行风机主控系统依据本台风机风信息数据表和本台风机实时运行数据判断本台风机当前运行状态，并发送本台风机引起超速信息数据；S2、环网服务器接收运行风机发送的引起超速信息数据，进行分析处理，并结合环网服务器内存储的风场数据，计算风场一段时间内的风流动态数据，并判定位于存在超速可能运行风机下风向的将被大风波及到的风机号，建立针对不同下风向被波及风机的预警信息表，并传送给相应下风向被波及风机；S3、下风向被波及风机接收环网服务器发送的预警信息表，并结合本台风机风信息数据表以及本台风机当前运行状态数据，制定适用于本台风机的预警处置策略；S4、下风向被波及风机将预警处置策略信息化回传环网服务器，供环网服务器汇总、优化后期的预警处理。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的环网内大风安全预警控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、风机启动并网，运行风机通过风测量系统采集本台风机风信息数据，运行风机的主控系统依据本台风机风信息数据建立实时更新的风信息数据表，运行风机主控系统依据本台风机风信息数据表和本台风机实时运行数据判断本台风机当前运行状态，并发送本台风机引起超速信息数据；S2、环网服务器接收运行风机发送的引起超速信息数据，进行分析处理，并结合环网服务器内存储的风场数据，计算风场一段时间内的风流动态数据，并判定位于存在超速可能运行风机下风向的将被大风波及到的风机号，建立针对不同下风向被波及风机的预警信息表，并传送给相应下风向被波及风机；S3、下风向被波及风机接收环网服务器发送的预警信息表，并结合本台风机风信息数据表以及本台风机当前运行状态数...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣涛，赵重阳，蔡晓峰，高伟，李飞飞，徐晨，
申请(专利权)人：青岛华创风能有限公司，沈阳华创风能有限公司，宁夏华创风能有限公司，通辽华创风能有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37