风力发电机组的控制方法、装置、控制器及系统制造方法及图纸

本申请提供了风力发电机组的控制方法、装置、控制器及系统。该方法包括：实时获取风电场内每个上游风力发电机组的当前风向，确定每个上游风力发电机组的当前风向所属的当前主风向。根据多个上游风力发电机组的主风向和在主风向的下游风力发电机组之间的关联关系，确定每个上游风力发电机组的当前主风向所关联的下游风力发电机组。根据当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令。根据控制指令对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组进行控制。实现根据一台风机对来风变化的感知信息，使邻近机组提前对来风变化做出偏航响应，提升其它风力发电机组对风偏航相应速度。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的控制方法、装置、控制器及系统
本申请涉及风力发电
，具体而言，本申请涉及一种风力发电机组的控制方法、装置、控制器及系统。
技术介绍
随着风力发电机组规模的逐渐扩大和机组安全保护的日趋完善，风力发电机组的发电量和发电效率，受到了越来越多的重视。现有技术中，当风全场的风力发电机处于停机状态时，若风速开始变大，则每台风机单独进行对作用于自身的风速进行判断，若在连续的一段时间内，风速持续高于设定阈值后，开始对风偏航动作，并进入待机状态。当全场的风力发电机组处于正常发电状态时，若风向产生较大变化，则每台风力发电机组单独进行对风判断，若持续一段时间的对风偏差高于设定阈值后，风力发电机组开始对风偏航动作，以继续发电状态。然而，这种情况下，风力发电机组对环境变化的响应比较慢，从风力发电机组单独进行对风判断，到开始对风偏航动作，往往需要较长时间，造成发电量损失。当全场的风力发电机组处于正常发电状态时，若突然出现较强湍流风，则风力发电机组来不及迅速做出反应，只能当阵风来临时被动承受其带来的载荷，造成发电量损失。总之，现有技术中，风力发电机组只能在切身感知到环境变化之后，指导自身单独进行对风判断，无法有效地预先判断出环境变化，并做出响应动作。因此当类湍流风时，现有的风力发电机组无法提前做出响应判断，只能被动承受风机载荷冲击，造成发电量损失。
技术实现思路
本申请提供了一种风力发电机组的控制方法、装置、控制器及系统、控制系统，可以解决现有的风力发电机组因无法有效地预先判断出环境变化，导致无法做出响应动作，只能被动承受风机载荷冲击，造成发电量损失的技术问题和缺陷。本申请实施例提供的技术方案如下：第一方面，提供了一种风力发电机组的控制方法，该方法包括：实时获取风电场内每个上游风力发电机组的当前风向；确定每个上游风力发电机组的当前风向所属的当前主风向；根据预先获得的多个上游风力发电机组的主风向和在主风向的下游风力发电机组之间的关联关系，确定每个上游风力发电机组的当前主风向所关联的下游风力发电机组；根据当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令；根据控制指令，对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组进行控制。第二方面，基于同一专利技术构思，提供了一种风力发电机组的控制装置，该装置包括：当前风向确定模块，用于实时获取风电场内每个上游风力发电机组的当前风向；主风向确定模块，用于确定每个上游风力发电机组的当前风向所属的当前主风向；下游风力发电机组确定模块，用于根据预先获得的多个上游风力发电机组的主风向和在主风向的下游风力发电机组之间的关联关系，确定每个上游风力发电机组的当前主风向所关联的下游风力发电机组；控制指令确定模块，根据当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令。第三方面，基于同一专利技术构思，提供了一种风力发电机组的控制器，该控制器用于与申请实施例根据第二方面提供的风力发电机组的控制装置通信连接，该控制器包括：接收模块，用于接收控制装置发送的针对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令；控制模块，用于根据控制指令，对每个当前主风向所关联的下游风力发电机组进行控制。第四方面，基于同一专利技术构思，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例根据第一方面提供的风力发电机组的控制方法的步骤。第五方面，基于同一专利技术构思，提供了一种风力发电机组的控制系统，该控制系统包括：上述任一风力发电机组的控制装置、以及上述任一风力发电机组的控制器；且上述的控制装置与控制器通信连接。本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本申请实施例，利用风力发电机组的控制器，通过控制算法感知上风向机组的风力风向，且根据当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令。根据控制指令，对当前主风向所关联的每个下游风力发电机组提前控制下风向机组预偏航对风。本申请实施例成功实现了的上风向机组将感知到的阵风变化信号及时传递给下风向机组，使得下风向机组能够得以提前做出响应动作。避免风力发电机受到过大载荷，有效地减小了发电量损失，提高发电效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本申请涉及的硬件控制设备的结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制方法的主要流程示意图；图3为本申请实施例提供的风力发电机组的控制系统的功能模块架构图；图4为确定多个上游风力发电机组的主风向和在主风向的下游风力发电机组之间的关联关系的主要流程示意图；图5为本申请实施例提供的分组标记模块的主要流程实例图；图6本申请实施例提供的数据分析模块的主要流程示意图；图7为本申请实施例提供的数据分析模块的主要流程实例图。图8为本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制装置的结构示意图。图9为本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制器的结构示意图。具体实施方式风力发电机组的发电量和发电效率，是风力发电行业内十分受关注的技术指标。风力发电机组对风向变化情况的响应速度，直接影响着风力发电机组的发电量和发电效率。本申请的专利技术人发现，现有的风力发电机组通常以自身传感器采集的风速和风向数据作为产生对风偏航动作的依据。而从数据采集到得出风向判断结果往往需要延迟很长时间。若来风方向与风力发电机组的停机偏航位置偏差较大，则需要数分钟才能完成偏航对风动作。可见，从获得风向判断结果，到依据判断结果完成偏航对风动作，两相累计需要延迟更长的时间段才能开始启机。专利技术人基于长期一线工作经验的积累，突破传统的风力发电机的对风偏航控制方法和思路，考虑到若是能够将一台风机对环境变化的感知信息传递到邻近机组，使得邻近机组能够基于这些感知信息提前对风向变化做出响应，则会大大提升其它风力发电机组的对风偏航响应速度，缩短了从获得风向判断结果，到依据判断结果完成偏航对风动作的响应时间，提高发电效率。基于上述构思，本申请的专利技术人做出创造性设计，提供了一种风力发电机组的控制方法、装置、控制器及系统。本申请的专利技术人希望通过本申请，达到“利用同一风场的上游风力发电机组的风速、风向等信息，在风向变化还未波及到下游风力发电机组的时候，提前确定下游风力发电机组的起风状态，以进行对下游风力发电机组进行对风偏航的控制。”的技术目的。接下来从实体硬件角度介绍能够解决上述技术问题、实现上述技术目的本申请涉及到的设备及装置。图1为本申请涉及的硬件控制设备的结构示意图。如图1所示，本申请提供了一种风力发电机组的控制系统10，该控制系统10包括：中央控制器101和主控器102。主控器102的内部集成设置有风力发电机组的控制器1021。中央控制器101的内部集成设置有风力发电机组的控制装置1011，且该控制装置1011与控制器1021通信连接。下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，包括：实时获取风电场内每个上游风力发电机组的当前风向；确定每个所述上游风力发电机组的当前风向所属的当前主风向；根据预先获得的多个上游风力发电机组的主风向和在主风向的下游风力发电机组之间的关联关系，确定每个所述上游风力发电机组的当前主风向所关联的下游风力发电机组；根据所述当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令；根据所述控制指令，对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，包括：实时获取风电场内每个上游风力发电机组的当前风向；确定每个所述上游风力发电机组的当前风向所属的当前主风向；根据预先获得的多个上游风力发电机组的主风向和在主风向的下游风力发电机组之间的关联关系，确定每个所述上游风力发电机组的当前主风向所关联的下游风力发电机组；根据所述当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令；根据所述控制指令，对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组进行控制。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定每个所述上游风力发电机组的当前风向所属的当前主风向，包括：根据所述关联关系，确定每个所述上游风力发电机组的当前风向是否属于该上游风力发电机组的主风向之一；当确定属于该上游风力发电机组的主风向之一时，确定所述当前风向所属的主风向，作为所述当前主风向。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令，包括：确定所述上游风力发电机组的当前主风向所关联的每个下游风力发电机组是否处于停机状态或待机状态；当每个所述下游风力发电机组处于停机状态或待机状态时，根据所述当前主风向所属的上游风力发电机组的当前风向、以及所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航位置，确定所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的第一偏航偏差值；根据所述第一偏航偏差值，生成针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航控制命令。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前主风向所属的上游风力发电机组的当前风向、以及所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航位置，确定所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的第一偏航偏差值，包括：将所述当前主风向所属的上游风力发电机组的当前风向，减去所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航位置，得到所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的第一偏航偏差值；以及所述根据所述第一偏航偏差值，生成针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航控制命令，包括：为所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组，生成偏航控制命令；将所述当前主风向所关联的一个下游风力发电机组的标识信息携带于所述偏航控制命令中，将所述偏航控制命令中的偏航变量和机组状态变量分别对应设置为所述第一偏航偏差值和进入待机状态。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令，包括：确定所述上游风力发电机组的当前主风向所关联的每个下游风力发电机组是否处于并网发电状态；当每个所述下游风力发电机组处于并网发电状态时，响应于当前主风向所属的上游风力发电机组在第一指定时段内的平均风向的变化角度大于第一阈值，确定所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的第二偏航偏差值；根据所述第二偏航偏差值，生成针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航控制命令。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述响应于当前主风向所属的上游风力发电机组在第一指定时段内的平均风向的变化角度大于第一阈值，确定所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的第二偏航偏差值，包括：将所述当前主风向所属的上游风力发电机组在当前第一指定时段内的平均绝对风向，减去该上游风力发电机组在上一个第一指定时段内的平均绝对风向，得到所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的第二偏航偏差值；以及所述根据所述第二偏航偏差值，生成针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的偏航控制命令，包括：为所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组，生成偏航控制命令；将所述当前主风向所关联的一个下游风力发电机组的标识信息携带于所述偏航控制命令中，将所述偏航控制命令中的偏航变量设置为所述第二偏航偏差值。7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前主风向所关联的下游风力发电机组的工况状态和工况参数，确定针对所述当前主风向所关联的每个下游风力发电机组的控制指令，包括：确定所述上游风力发电机组的当前主风向所关联的每个下游风力发电机组是否处于并网发电状态；当每个所述下游风力发电机组处于并网发电状态时，确定当前主风向所属的上游风力发电机组在第二指定时段内的平均风速的变化量是否大于第二阈值；当所述平均风速的变化量大于第二阈值时，确定当...

【专利技术属性】
技术研发人员：于迟，
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