基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统，对激光雷达测量得到的风机前方的风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；由风轮方位角确定各叶片中心点高度，再由风切变公式确定三个叶片中心点风速值；计算不同风切变指数下的疲劳载荷值，确定临界风切变指数；当真实风切变指数满足独立变桨控制设定的开启条件时，开启独立变桨控制，根据三叶片的中心点风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；否则，进行统一变桨控制。本公开既可显著降低叶轮推力不平衡引起的疲劳载荷，也能缓解变桨过于频繁导致的变桨驱动、变桨轴承等零部件寿命降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统
本公开涉及风电控制
，特别涉及一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。随着风电机组的单机容量和风轮直径的不断增大，风切变效应及塔影效应对风机的影响不断加剧，直接影响就是叶片受力不均导致叶根载荷增大，而独立变桨技术可根据每个叶片所处位置和受到的风速进行桨距角控制，不仅能够保证机组功率稳定输出，还能有效减小叶根和轮毂载荷，进而降低机组总体的成本，提高风电机组的可靠性和寿命。由于传统风速风向仪安装在风轮后方，测量的风速数据有一定的延迟性，且易受前方风机尾流影响，导致测量的轮毂高度处风速代表性较差。激光雷达不仅能够克服传统风速风向仪的缺点，还可以实时精确测量风机所受的阵风、风切变、偏航误差等参数。独立变桨技术利用激光雷达提前感知的风机前方风速信息后及时进行变桨动作，不仅能保障机组更加平稳运行，降低机组超速故障率，还能有效降低机组载荷。独立变桨系统中叶片通过变桨轴承与轮毂相连，每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数；/n计算不同风切变指数下的疲劳载荷值，确定临界风切变指数；/n当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数；
计算不同风切变指数下的疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。


2.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，
对风速和高度数据进行数值拟合获得风切变公式，由风轮方位角确定各叶片中心点高度，再由风切变公式确定三个叶片中心点风速值；
独立变桨控制时，根据三叶片的中心点风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值。


3.如权利要求2所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，根据风轮方位角确定三个叶片中心点高度，再根据风切变公式得到三个叶片中心点风速。


4.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，进行不同风切变指数下的风机疲劳载荷计算，确定对叶根疲劳载荷敏感的风切变指数为临界风切变指数。


5.如权利要求4所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，临界风切变指数的获取方式，具体为：
确定风切变指数的取值范围和取值间隔；
分别开启和禁止独立变桨控制，固定机组的参数和各个风况条件；
分别计算风切变指数在取...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翠翠，赵磊，田家彬，关中杰，李钢强，牛成，刘南南，刘建爽，
申请(专利权)人：山东中车风电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37