风力发电机组及其控制方法、控制器和控制系统技术方案

本公开提供一种风力发电机组及其控制方法、控制器和控制系统。所述控制方法包括：监测风力发电机组所处位置的风资源数据和风力发电机组的运行数据；根据所述风资源数据和所述运行数据识别复杂风况；确定在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比；响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，控制风力发电机组执行保护操作。组执行保护操作。组执行保护操作。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组及其控制方法、控制器和控制系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，具体涉及一种风力发电机组及其控制方法、控制器和控制系统。

技术介绍

[0002]对于风力发电机组而言，准确识别风况是非常重要的。特别是在极端风况下，需要及时调整风力发电机组的控制参数来避免在极端风况下运行给风力发电机组带来危害。

技术实现思路

[0003]本专利技术的示例性实施例的目的在于提供一种风力发电机组及其控制方法、控制器和控制系统，以克服现有技术中的不足。
[0004]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种风力发电机组的控制方法，所述控制方法包括：监测风力发电机组所处位置的风资源数据和风力发电机组的运行数据；根据所述风资源数据和所述运行数据识别复杂风况；确定在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比；响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，控制风力发电机组执行保护操作。
[0005]可选地，风力发电机组所处位置的风资源数据可包括：风力发电机组所处位置的风资源数据包括：风力发电机组的轮毂处的风速和风向。风力发电机组的运行数据可包括：风力发电机组的发电机转速和每个叶片的桨距角，
[0006]可选地，所述复杂风况表示出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的的任意一种或任意多种。
[0007]可选地，所述的识别复杂风况的步骤包括如下中的任意一种或任意多种：基于所述风速来识别阵风，所述阵风包括极端运行阵风；基于所述风速和风向来识别极端风向变化；基于所述风速来识别风速增量异常；基于所述转速来识别转速增量异常；基于所述每个叶片的桨距角来识别桨距角增量异常。
[0008]可选地，所述的基于所述风速来识别风速增量异常的步骤包括：基于所述风速确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的风速增量；基于滑动时间窗内的风速增量和滑动时间窗内的每个风速的时间间隔，确定滑动时间窗内的累计风速增量变化值；如果累计风速增量变化值超过预设风速增量阈值，则确定滑动时间窗内出现风速增量异常。
[0009]可选地，所述的基于所述转速来识别转速增量异常的步骤包括：基于所述转速确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的转速增量；基于滑动时间窗内的转速增量和滑动时间窗内的每个转速的时间间隔，确定滑动时间窗内的累计转速增量变化值；如果累计转速增量变化值超过预设转速增量阈值，则确定滑动时间窗内出现转速增量异常。
[0010]可选地，所述的基于所述每个叶片的桨距角来识别桨距角增量异常的步骤包括：基于所述每个叶片的桨距角，确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差；检测风力发电机组是否处于放功率状态；如果风力发电机组未处于放功率状态，则确定每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差是否大于桨距角
增量阈值，如果任意一个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差大于桨距角增量阈值，则确定滑动时间窗内出现桨距角增量异常；如果风力发电机组处于放功率状态，则确定每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差是否大于桨距角增量阈值与桨距角增量补偿值之和，如果任意一个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差大于桨距角增量阈值与桨距角增量补偿值之和，则确定滑动时间窗内出现桨距角增量异常。
[0011]可选地，确定在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比的步骤包括：针对在第一预定时间段内出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的每者的时间占比进行累计计算，获取在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比。
[0012]可选地，所述的针对在第一预定时间段内出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的每者的时间占比进行累计计算的步骤包括：分别对阵风的时间占比、极端风向变化的时间占比、风速增量异常的时间占比、转速增量异常的时间占比和桨距角增量异常的时间占比施加相应的权重；对加权的时间占比进行累计计算。
[0013]可选地，所述控制方法还包括：响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，确定第二预定时间段内的平均风速是否大于第二预设阈值；如果第二预定时间段内的平均风速大于第二预设阈值，则控制风力发电机组执行保护操作，所述的控制风力发电机组执行保护操作的步骤包括：限制风力发电机组的额定功率、限制风力发电机组的桨距角和/或使风力发电机组停机。
[0014]根据本专利技术的示例性实施例，提供一种风力发电机组的控制器，所述控制器可包括：获取模块，被配置为获取风力发电机组所处位置的风资源数据和风力发电机组的运行数据；识别模块，被配置为根据所述风资源数据和所述运行数据识别复杂风况；累计时间占比确定模块，被配置为确定在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比；控制模块，被配置为响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，控制风力发电机组执行保护操作。
[0015]可选地，风力发电机组所处位置的风资源数据包括：风力发电机组的轮毂处的风速和风向。风力发电机组的运行数据包括：风力发电机组的发电机转速和每个叶片的桨距角。所述复杂风况可表示出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的任意一种或任意多种。
[0016]可选地，所述识别模块被进一步配置为执行以下操作中的任意一种或任意多种：基于所述风速来识别阵风，所述阵风包括极端运行阵风；基于所述风速和风向来识别极端风向变化；基于所述风速来识别风速增量异常；基于所述转速来识别转速增量异常；基于所述每个叶片的桨距角来识别桨距角增量异常。
[0017]可选地，所述识别模块被进一步配置为：基于所述风速确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的风速增量；基于滑动时间窗内的风速增量和滑动时间窗内的每个风速的时间间隔，确定滑动时间窗内的累计风速增量变化值；如果累计风速增量变化值超过预设风速增量阈值，则确定滑动时间窗内出现风速增量异常。
[0018]可选地，所述识别模块被进一步配置为：基于所述转速确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的转速增量；基于滑动时间窗内的转速增量和滑动时间窗内的每个转速的时间间隔，确定滑动时间窗内的累计转速增量变化值；如果累计转速增量变化值超过预设转
速增量阈值，则确定滑动时间窗内出现转速增量异常。
[0019]可选地，所述识别模块被进一步配置为：基于所述每个叶片的桨距角，确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差；检测风力发电机组是否处于放功率状态；如果风力发电机组未处于放功率状态，则确定每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差是否大于桨距角增量阈值，如果任意一个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差大于桨距角增量阈值，则确定滑动时间窗内出现桨距角增量异常；
[0020]如果风力发电机组处于放功率状态，则确定每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差是否大于桨距角增量阈值与桨距角增量补偿值之和，如果任意一个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差大于桨距角增量阈值与桨距角增量补偿值之和，则确定滑动时间窗内出现桨距角增量异常本文档来自技高网...

【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：监测风力发电机组所处位置的风资源数据和风力发电机组的运行数据；根据所述风资源数据和所述运行数据，识别复杂风况；确定在第一预定时间段内出现所述复杂风况的累计时间占比；响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，控制所述风力发电机组执行保护操作。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，风力发电机组所处位置的风资源数据包括：风力发电机组的轮毂处的风速和风向，风力发电机组的运行数据包括：风力发电机组的发电机转速和每个叶片的桨距角，所述复杂风况表示出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的任意一种或任意多种。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述的识别复杂风况的步骤包括如下中的任意一种或任意多种：基于所述风速来识别阵风，所述阵风包括极端运行阵风；基于所述风速和风向来识别极端风向变化；基于所述风速来识别风速增量异常；基于所述转速来识别转速增量异常；基于所述每个叶片的桨距角来识别桨距角增量异常。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述的基于所述风速来识别风速增量异常的步骤包括：基于所述风速确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的风速增量；基于滑动时间窗内的风速增量和滑动时间窗内的每个风速的时间间隔，确定滑动时间窗内的累计风速增量变化值；如果累计风速增量变化值超过预设风速增量阈值，则确定滑动时间窗内出现风速增量异常。5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述的基于所述转速来识别转速增量异常的步骤包括：基于所述转速确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的转速增量；基于滑动时间窗内的转速增量和滑动时间窗内的每个转速的时间间隔，确定滑动时间窗内的累计转速增量变化值；如果累计转速增量变化值超过预设转速增量阈值，则确定滑动时间窗内出现转速增量异常。6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述的基于所述每个叶片的桨距角来识别桨距角增量异常的步骤包括：基于所述每个叶片的桨距角，确定第一预定时间段内的滑动时间窗内的每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差；检测风力发电机组是否处于放功率状态；如果风力发电机组未处于放功率状态，则确定每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差是否大于桨距角增量阈值，如果任意一个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差大于桨距角增量阈值，则确定滑动时间窗内出现桨距角增量异常；
如果风力发电机组处于放功率状态，则确定每个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差是否大于桨距角增量阈值与桨距角增量补偿值之和，如果任意一个叶片的桨距角最大值与桨距角最小值之差大于桨距角增量阈值与桨距角增量补偿值之和，则确定滑动时间窗内出现桨距角增量异常。7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，确定在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比的步骤包括：针对在第一预定时间段内出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的每者的时间占比进行累计计算，获取在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述的针对在第一预定时间段内出现阵风、极端风向变化、风速增量异常、转速增量异常和桨距角增量异常中的每者的时间占比进行累计计算的步骤包括：分别对阵风的时间占比、极端风向变化的时间占比、风速增量异常的时间占比、转速增量异常的时间占比和桨距角增量异常的时间占比施加相应的权重；对加权的时间占比进行累计计算。9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，确定第二预定时间段内的平均风速是否大于第二预设阈值；如果第二预定时间段内的平均风速大于第二预设阈值，则控制风力发电机组执行保护操作，所述的控制风力发电机组执行保护操作的步骤包括：限制风力发电机组的额定功率、限制风力发电机组的桨距角和/或使风力发电机组停机。10.一种风力发电机组的控制器，其特征在于，所述控制器包括：获取模块，被配置为获取风力发电机组所处位置的风资源数据和风力发电机组的运行数据；识别模块，被配置为根据所述风资源数据和所述运行数据识别复杂风况；累计时间占比确定模块，被配置为确定在第一预定时间段内出现复杂风况的累计时间占比；控制模块，被配置为响应于所述累计时间占比超过第一预设阈值，控制风力发电机组执行保护操作。11.根据权利要求10所述的控制器，其特征在于，风力发电机组所处位置的风资源数据包括：风力发电机组的轮毂...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，卡瓦尔，
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：