风力发电机转速控制方法、设备及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种风力发电机转速控制方法、设备及系统，其中，该方法包括：获取风力发电机的当前瞬时转速；判断所述瞬时转速是否满足预设条件；当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，以抑制风力发电机过速。本发明专利技术实施例提供的风力发电机转速控制方法、设备及系统，能够有效解决传统技术中，在阵风条件下风力发电机转速容易超出设定的最大转速的问题，降低了风力发电机的故障率，提升了风力发电机的使用寿命。

Speed control method, equipment and system for wind power generator

An embodiment of the invention provides a method, apparatus and system for controlling the speed of a wind turbine, which includes: obtaining the current instantaneous speed of the wind generator; judging whether the instantaneous speed is satisfied with the preset condition; when the instantaneous speed value of the wind turbine satisfies the presupposed bar, the variable paddle rate is increased to suppress the wind power. The generator is overspeed. The speed control method, equipment and system of the wind generator provided by the embodiment of the invention can effectively solve the problem that the speed of the wind generator is easy to exceed the set maximum speed in the gust condition, reduces the failure rate of the wind generator and improves the service life of the wind generator.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机转速控制方法、设备及系统
本专利技术实施例涉及风力发电机
，尤其涉及一种风力发电机转速控制方法、设备及系统。
技术介绍
当前，以煤、石油、天然气为主的常规能源不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。随着世界工业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球工业有害物质的排放量与日俱增，从而造成了气候异常、灾害增多、恶性疾病多发等问题。因此，对可再生清洁能源的开发利用，特别是风能的开发利用，已经受到世界各国的高度重视。随着兆瓦风力发电机的容量以及旋转部件直径的增大，风力发电机的风能捕捉能力和发电能力均有长足进步。然而，与此同时带来的问题是：风力发电机中，由转子、轮毂、叶片等构成的旋转部件的转动惯量也同步大幅度增加，当风力发电机在经历风速增加的阵风作用时，风力发电机转速上升速率较小，而风力发电机转速的实际升幅却较大，导致了风力发电机转速容易超出设定的最大转速的问题，这对风力发电机的故障率和使用寿命均有较大影响。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种风力发电机转速控制方法、设备及系统，用以解决传统技术中风力发电机转速容易超出设定的最大转速的问题。本专利技术实施例第一方面提供一种风力发电机转速控制方法，该方法包括：获取风力发电机的当前瞬时转速；判断所述瞬时转速是否满足预设条件；当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，以抑制风力发电机过速。本专利技术实施例第二方面提供一种风力发电机转速控制设备，该设备包括：获取模块，用于获取风力发电机的当前瞬时转速；确定模块，用于判断所述瞬时转速是否满足预设条件；控制模块，用于当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，以抑制风力发电机过速。本专利技术实施例第三方面提供一种风力发电机转速控制系统，该系统包括：如上所述的风力发电机转速控制设备。本专利技术实施例，通过获取风力发电机的瞬时转速，并判断瞬时转速是否满足预设条件，当风力发电机的瞬时转速满足预设条件时，增加变桨速率，以达到抑制风力发电机过速的目的。比如，在风力发电机的瞬时转速大于风力发电机的额定转速，且瞬时转速呈不断上升状态和/或风力发电机的变桨速率给定值为正值时，通过增加风力发电机的变桨速率，能够有效降低风力发电机的转速，防止风力发电机过速。由于本专利技术实施例中，风力发电机的变桨速率能够根据风力发电机的瞬时转速进行自行调整，因此，当风力发电机在风速增加的阵风作用下，能够随着风力发电机转速的增加，动态提高风力发电机的变桨速率，从而达到了将风力发电机转速控制在设定的最大转速之下的目的，有效的解决了现有技术中在阵风持续增大时，风力发电机转速容易超出设定的最大转速的问题，降低了风力发电机的故障率，提升了风力发电机的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的风力发电机转速控制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例二提供的风力发电机转速控制方法的流程示意图；图3为风力发电机的转速值和转速给定值之间的对应关系示意图；图4为本专利技术实施例三提供的风力发电机转速控制方法的流程示意图；图5为风力发电机的转速值和积分时间常数之间的对应关系示意图；图6为本专利技术实施例四提供的风力发电机转速控制设备；图7为本专利技术实施例五提供的风力发电机转速控制设备；图8为本专利技术实施例六提供的风力发电机转速控制设备。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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的过程或结构的装置不必限于清楚地列出的那些结构或步骤而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程或装置固有的其它步骤或结构。图1为本专利技术实施例一提供的风力发电机转速控制方法的流程示意图，该方法可以由一风力发电机转速控制系统来执行。如图1所示，本实施例提供的方法包括如下步骤。步骤S101、获取风力发电机的当前瞬时转速。可选的，本实施例中获取的是风力发电机在当前任务周期内的瞬时转速。其中，单位任务周期的长度可以根据具体需要具体设定，本实施例中不做具体限定。实际应用中，风力发电机在当前任务周期中的转速值可以直接从风力发电机上的风速仪处获得，也可以在风速仪将转速值存储到本地数据库中后，间接从本地数据库中提取获得。在图1中，还包括步骤S102，判断所述瞬时转速是否满足预设条件，当风力发电机的瞬时转速满足预设条件时，执行步骤S103。优选的，本实施例中所涉及的预设条件可设置为如下条件中的任意一种：风力发电机的瞬时转速大于额定转速，且瞬时转速不断上升；和/或风力发电机的瞬时转速大于额定转速，且变桨速率给定值为正。即当风力发电机的瞬时转速在满足瞬时转速大于额定转速，且瞬时转速不断上升的条件；和/或瞬时转速大于额定转速，且变桨速率给定值为正值的条件时，才满足增加风力发电机变桨速率的条件。在图1中，还包括步骤S103，当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，以抑制风力发电机过速。实际应用中，本领域技术人员可以根据需要预先将风力发电机的设定最小转速值和设定最大转速值之间的区域划分为若干个转速阈值范围，其中，各转速阈值范围之间互不相交。当获取到风力发电机在当前任务周期内的瞬时转速值时，将该风风力发电机的瞬时转速与预先设定的转速阈值范围进行对比，确定风力发电机在当前任务周期内的瞬时转速属于哪一个转速阈值范围。进一步的，在确定瞬时转速对应的转速阈值范围后，即可根据预设的转速阈值范围与变桨速率给定值之间的对应关系，确定该瞬时转速对应的变桨速率给定值，从而根据确定获得的变桨速率给定值，调整风力发电机的变桨速率。尤其是当风力发电机的瞬时速率超过额定转速；且瞬时转速不断上升和/或变桨速率给定值为正值时，通过增大风力电机的变桨速率，能够有效的降低风力发电机的转速，从而起到抑制风力发电机过速的作用。特别的，由于风力发电机的变桨速率给定值等于风力发电机在单位任务周期内的桨距角给定值的变化量除以单位任务周期长度，而风力发电机的单位任务周期长度通常是不变的，因此，风桨在单位任务周期内的桨距角给定值的变化量越大，风力发电机的变桨速率给定值越大。基于此，本实施例在获取风力发电机在当前任务周期内的瞬时转速的同时，还可以获取风力发电机在前一任务周期内的转速值，并在此之后，根据转速值与单位任务周期内桨距角给定值变化量之间的映射关系，确定风力发电机在当前转速下对应的单位任务周期内桨距角给定值变化量，进而根据单位任务周期内桨距角给定值变化量与变桨速率给定值之间的映射关系，确定风力发电机的变桨速率给定值。举例来说，在风力发电机的变桨速率控制过程中，在相邻两个任务周期Δt时间内，风力发电机桨距角给定值变化量Δθ主要取决于比例增益kp、积分增益ki、风力发电机的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机转速控制方法，其特征在于，包括：获取风力发电机的当前瞬时转速；判断所述瞬时转速是否满足预设条件；当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，以抑制风力发电机过速。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机转速控制方法，其特征在于，包括：获取风力发电机的当前瞬时转速；判断所述瞬时转速是否满足预设条件；当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，以抑制风力发电机过速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：瞬时转速大于额定转速；瞬时转速呈不断升状态，和/或风力发电机的变桨速率给定值为正。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当风力发电机瞬时转速值满足预设条件时增加变桨速率，包括：根据转速值与变桨速率给定值之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的变桨速率给定值，以根据所述瞬时转速对应的变桨速率给定值，增加变桨速率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据转速值与变桨速率给定值之间的映射关系，确定与所述瞬时转速对应的变桨速率给定值，包括：根据转速值与单位任务周期内桨距角给定值变化量之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的桨距角给定值变化量；根据单位任务周期内桨距角给定值变化量与变桨速率给定值之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的桨距角给定值变化量对应的变桨速率给定值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据转速值与单位任务周期内桨距角给定值变化量之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的桨距角给定值变化量，包括：根据预设的转速值与转速给定值之间的对应关系，确定所述瞬时转速对应的转速给定值；根据所述瞬时转速和所述瞬时转速对应的转速给定值，确定对应的桨距角给定值变化量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转速值与转速给定值之间的对应关系为反比关系。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据转速值与单位任务周期内桨距角给定值变化量之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的桨距角给定值变化量，包括：根据预设的转速值与积分时间常数之间的对应关系，确定所述瞬时转速对应的积分时间常数；根据所述瞬时转速对应的积分时间常数，确定对应的桨距角给定值变化量。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述转速值与积分时间常数之间的对应关系为反比关系。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述瞬时转速对应的积分时间常数，确定对应的桨距角给定值变化量，包括：根据积分时间常数与积分增益之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的积分时间常数对应的积分增益；根据所述积分增益，确定对应的桨距角给定值变化量。10.根据权利要求4所述的方法，所述根据转速值与单位任务周期内桨距角给定值变化量之间的映射关系，确定所述瞬时转速对应的桨距角给定值变化量，包括：根据预设的转速值与转速给定值之间的对应关系，以及转速值与积分时间常数之间的对应关系，确定所述瞬时转速对应的转速给定值和积分时间常数；根据所述瞬时转速对应的转速给定值和所述积分时间常数，确定对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明江，唐浩，李强，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11