风力发电机组的控制方法和装置制造方法及图纸

提供一种风力发电机组的控制方法和装置，所述控制方法包括：确定风力发电机组是否存在叶片振动异常；如果确定存在叶片振动异常，则确定风力发电机组当前的桨距角值是否处于预设叶片振动桨角区间；如果处于所述预设叶片振动桨角区间，则控制风力发电机组进入叶片保护模式；在所述叶片保护模式下，控制风力发电机组执行用于降低叶片振动的动作；在控制风力发电机组执行所述动作预定时间之后，基于当前的叶片振动情况以及桨距角值确定是否退出叶片保护模式。采用上述控制方法和装置，能够对风力发电机组的叶片异常振动进行准确识别，并对叶片运行进行有效保护，有助于保证海上风力发电机组的长期安全稳定运行。电机组的长期安全稳定运行。电机组的长期安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的控制方法和装置


[0001]本专利技术总体说来涉及风力发电
，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的控制方法和装置。

技术介绍

[0002]叶片是风力发电机组的关键部件之一，随着海上风电的发展，大型风力发电机组上叶片长度的增加和新型复合材料的使用，加上设计与制造的差异等因素，海上大容量风力发电机组上新叶片运行的风险因素与以往相比有所增加。如果叶片振动过大，超过叶片设计时载荷所能承受的范围，可能影响叶片长期运行寿命，严重时甚至存在叶片断裂的风险。海上风力发电机组作业存在出海窗口期，运维和吊装维护成本均较陆上要高。
[0003]因此，需要设计合理的叶片振动识别方法和控制策略，来保证风力发电机组的长期稳定运行。目前没有一种高效的海上大型风力发电机组的叶片振动识别和控制方法。
[0004]例如，在现有技术中一般可通过采集机舱或者塔底(塔架)加速度传感器信号，进行桨角限制或者停机保护以保护叶片运行。但上述控制方式存在的缺点主要为以下两点：首先，采集的信号仅来自于机舱或者塔底加速度传感器，这种监测方法相对间接，传感器检测的振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，所述控制方法包括：确定风力发电机组是否存在叶片振动异常；如果确定存在叶片振动异常，则确定风力发电机组当前的桨距角值是否处于预设叶片振动桨角区间；如果处于所述预设叶片振动桨角区间，则控制风力发电机组进入叶片保护模式；在所述叶片保护模式下，控制风力发电机组执行用于降低叶片振动的动作；在控制风力发电机组执行所述动作预定时间之后，基于当前的叶片振动情况以及桨距角值确定是否退出叶片保护模式。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制风力发电机组执行用于降低叶片振动的动作的步骤包括以下步骤之一：通过调整风力发电机组的桨角运行区间来降低叶片振动；通过降低风力发电机组的转速调整上限值来降低叶片振动；通过降低风力发电机组的输出功率来降低叶片振动。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，通过调整风力发电机组的桨角运行区间来降低叶片振动的步骤包括：按照预设变桨速率，将风力发电机组的最小运行桨距角值调整到所述预设叶片振动桨角区间的上限值，以控制风力发电机组基于调整后的最小运行桨距角值运行。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，基于当前的叶片振动情况以及桨距角值确定是否退出叶片保护模式的步骤包括：在检测到风力发电机组不存在叶片振动异常时，确定当前的桨距角值是否大于所述预设叶片振动桨角区间的上限值；如果当前的桨距角值大于所述预设叶片振动桨角区间的上限值，则控制风力发电机组退出叶片保护模式，以将风力发电机组的最小运行桨距角值恢复至常规运行状态下的最小运行桨距角值；如果当前的桨距角值不大于所述预设叶片振动桨角区间的上限值，则基于风力发电机组当前所处的功率状态来确定是否退出叶片保护模式。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，基于风力发电机组当前所处的功率状态来确定是否退出叶片保护模式的步骤包括：确定风力发电机组是否处于限功率状态；如果确定风力发电机组处于限功率状态，则控制风力发电机组继续在所述叶片保护模式下运行；如果确定风力发电机组不处于限功率状态，则确定风力发电机组当前的输出功率是否大于预设功率阈值；如果当前的输出功率大于所述预设功率阈值，则控制风力发电机组继续在所述叶片保护模式下运行；如果当前的输出功率不大于所述预设功率阈值，则控制风力发电机组退出叶片保护模式，以将风力发电机组的最小运行桨距角值恢复至常规运行状态下的最小运行桨距角值。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，通过以下方式确定所述预设功率阈值：
将风力发电机组的最小运行桨距角值调整到所述预设叶片振动桨角区间的下限值，确定风力发电机组在调整后的最小运行桨距角值下的处于满发功率时所对应的风速值，将风力发电机组的最小运行桨距角值调整到所述预设叶片振动桨角区间的上限值，确定风力发电机组在调整后的最小运行桨距角值下的风速-功率曲线，基于所确定的风速-功率曲线获取与所述风速值对应的功率值，将所确定的功率值确定为所述预设功率阈值，或者，通过以下方式确定所述预设功率阈值：确定风力发电机组的桨角-功率-风速的对应关系，基于所确定的对应关系获取与所述预设叶片振动桨角区间的上限值对应的功率值，将所确定的功率值确定为所述预设功率阈值。7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定风力发电机组是否存在叶片振动异常的步骤包括：确定表征叶片振动情况的特征值，并基于所确定的特征值来确定是否存在叶片振动异常，其中，基于以下至少一种数据来确定表征叶片振动情况的特征值：通过安装在叶片上的叶片载荷传感器或者叶片振动传感器所采集到的叶片振动数据；通过安装在液压变桨执行机构上的油压传感器所采集到的液压变桨执行机构的油压值；通过安装在机舱上的机舱加速度传感器所采集到的机舱振动加速度数据。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，通过以下方式根据叶片振动数据、液压变桨执行机构的油压值和机舱振动加速度数据确定表征叶片振动情况的特征值：对所采集到的叶片振动数据进行时域分析，确定所述叶片振动数据的散点发散趋势，并基于所确定的散点发散趋势获得第一叶片时域振动特性值，对所采集到的叶片振动数据进行频谱分析，提取用于叶片振动分析的预定模态，并基于所提取的预定模态获得第一叶片频域振动特性值，其中，所述预定模态包括风力发电机组的转频和叶片一阶摆振模态，对所采集到的液压变桨执行机构的油压值进行时域分析，确定所述油压值的散点发散趋势，并基于所确定的散点发散趋势获得第二叶片时域振动特性值，对所采集到的液压变桨执行机构的油压值进行频谱分析，提取用于叶片振动分析的预定模态，并基于所提取的预定模态获得第二叶片频域振动特性值，对所采集到的机舱振动加速度数据进行频谱分析，提取用于叶片振动分析的预定模态，并基于所提取的预定模态获得第三叶片频域振动特性值，通过对所获得的第一叶片时域振动特性值、第一叶片频域振动特性值、第二叶片时域振动特性值、第二叶片频域振动特性值和第三叶片频域振动特性值进行加权求和，获得表征叶片振动情况的特征值。9.一种风力发电机组的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：振动异常识别模块，确定风力发电机组是否存在叶片振动异常；桨角运行确定模块，如果确定存在叶片振动异常，则确定风力发电机组当前的桨距角值是否处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马羽龙，田萌，牛亚梅，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：