用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法及系统技术方案

本申请提出了一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法及系统，该方法包括：对检测的风速进行第一时间常数和第二时间常数的滑动平均计算，根据第一和第二风速均值判断是否将第一风速标志位设置为正；对检测的风向进行第三时间常数的滑动平均计算，根据风向均值判断是否将风向标志位设置为正；根据计算的发电机的功率速度，并判断是否将功率速度标志位设置为正；对风速进行第四时间常数的滑动平均计算，根据第三风速均值判断是否将第二风速标志位设置为正；若每个标志位均设置为正，则在预设时间内进行一次卸除风载控制并维持控制策略。该方法结合风向偏差等因素综合判断机组是否面对极端阵风，减少了误判，及时高效的降低机组的极限载荷。降低机组的极限载荷。降低机组的极限载荷。

【技术实现步骤摘要】
用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法及系统


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着风力发电技术的发展，采用风电机组进行风力发电已经较为普遍，如何保证风电机组的安全性也越来越引起人们的关注。在国际电工标准IEC61400
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13的风力发电机组设计中规定了风力，在发电机组承受方向改变的极端大风(EDC)叠加方向改变的极端连续阵风(ECD)的阵风时，风速及风向都剧烈变化，在此情况下机组的偏航轴承等关键部件承受较大弯矩，有可能经历极限载荷。因此有必要进行机组运行控制策略调整，使机组在极端风况如剧烈风向风速变化的情况下，尽量降低机组载荷。
[0003]相关技术中，通过是采用对风力发电机组的发电机的转速或风速仪检测的风速、风向进行监控，当判别出机组转速持续上升，风速仪风速持续上升时，此时调整机组的运行方式，使机组在面对此种极端阵风时卸掉一部分风载，进而降低机组在面对极端风况下的极限载荷。
[0004]然而，申请人发现，在一些极端阵风情况下，风向也会持续变化，由于风向的作用导致叶轮等效风速不一定会持续增加，因此发电机转速等未持续上升，通过上述判断方法无法准确及时的判断出机组当前正面对极端风况，导致机组的调整运行控制策略未触发，使机组大部件经历较大弯矩，长此以往会使机组关键部件所经历的极限载荷增加。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本申请的第一个目的在于提出一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法，该方法针对风向偏差进行判断，解决由于风向急速变化带来的极限载荷影响，同时综合功率变化、风速变化和风向偏差等多种因素进行综合判断，可以准确判断出机组当前是否面对极端阵风，减少了误判的概率，有利于在机组在面对极端阵风的情况下及时高效的改变机组的控制策略，降低极限载荷。
[0007]本申请的第二个目的在于提出一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制系统；
[0008]本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0009]为达上述目的，本申请的第一方面实施例在于提出一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法，该方法包括以下步骤：
[0010]获取风力发电机组的风速仪检测的风速，对所述风速分别进行第一时间常数的滑动平均计算和第二时间常数的滑动平均计算，以获取第一风速均值和第二风速均值，并根据所述第一风速均值和所述第二风速均值判断是否将第一风速标志位设置为正，其中，所述第一时间常数大于所述第二时间常数；
[0011]获取所述风力发电机组的风向仪检测的风向，对所述风向进行第三时间常数的滑动平均计算，以获取风向均值，并根据所述风向均值判断是否将风向标志位设置为正；
[0012]检测所述风力发电机组的发电机当前时刻的功率，根据所述当前时刻的功率计算所述发电机的功率速度，并根据所述功率速度判断是否将功率速度标志位设置为正；
[0013]对所述风速进行第四时间常数的滑动平均计算，以获取第三风速均值，并根据所述第三风速均值判断是否将第二风速标志位设置为正，其中，所述第四时间常数大于所述第二时间常数并小于所述第一时间常数；
[0014]若所述第一风速标志位、所述风向标志位、所述功率速度标志位和所述第二风速标志位均设置为正，则在预设时间内进行一次卸除风载控制并维持进行所述卸除风载控制后的控制策略。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，根据所述第一风速均值和第二风速均值判断是否将第一风速标志位设置为正，包括：获取预设的第一风速阈值；计算所述第一风速均值与所述第二风速均值的差值，并将所述差值与所述第一风速阈值进行比较；若所述差值小于等于所述第一风速阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述差值大于所述第一风速阈值，则将所述第一风速标志位设置为正。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，根据所述风向均值判断是否将风向标志位设置为正,包括:获取预设的风向阈值；计算所述风向均值与所述风力发电机组的机头方向的差值，并将所述差值与所述风向阈值进行比较；若所述差值小于等于所述风向阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述差值大于所述风向阈值，则将所述风向标志位设置为正。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，根据所述当前时刻的功率计算所述发电机的功率速度，并根据所述功率速度判断是否将功率速度标志位设置为正,包括:检测所述风力发电机组的发电机在与当前时刻相邻的前一时刻的功率，并将所述当前时刻的功率与所述前一时刻的功率相减以获得功率差；将所述功率差除以控制周期以获得所述发电机的功率速度，并将所述功率速度与预设的功率速度阈值进行比较；若所述功率速度小于等于所述功率速度阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述功率速度大于所述功率速度阈值，则将所述功率速度标志位设置为正。
[0018]可选地，在本申请的一个实施例中，根据所述第三风速均值判断是否将第二风速标志位设置为正,包括:获取预设的第二风速阈值，所述第二风速阈值大于所述第一风速阈值；将所述第三风速均值与所述第二风速阈值进行比较；若所述第三风速均值小于等于所述第二风速阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述第三风速均值大于所述第二风速阈值，则将所述第二风速标志位设置为正。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，卸除风载控制，包括：向变桨执行机构发送一个增加变桨速率的非线性变桨指令和/或向发动机发送一个降低运行功率的限功率指令。
[0020]为达上述目的，本申请的第二方面实施例还提出了一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制系统，包括以下模块:
[0021]第一计算模块，用于获取风力发电机组的风速仪检测的风速，对所述风速分别进行第一时间常数的滑动平均计算和第二时间常数的滑动平均计算，以获取第一风速均值和第二风速均值，并根据所述第一风速均值和所述第二风速均值判断是否将第一风速标志位
设置为正，其中，所述第一时间常数大于所述第二时间常数；
[0022]第二计算模块，用于获取所述风力发电机组的风向仪检测的风向，对所述风向进行第三时间常数的滑动平均计算，以获取风向均值，并根据所述风向均值判断是否将风向标志位设置为正；
[0023]第三计算模块，用于检测所述风力发电机组的发电机当前时刻的功率，根据所述当前时刻的功率计算所述发电机的功率速度，并根据所述功率速度判断是否将功率速度标志位设置为正；
[0024]第四计算模块，用于对所述风速进行第四时间常数的滑动平均计算，以获取第三风速均值，并根据所述第三风速均值判断是否将第二风速标志位设置为正，其中，所述第四时间常数大于所述第二时间常数并小于所述第一时间常数；
[0025]控制模块，用于若所述第一风速标志位、所述风向标志位、所述功率速度标志位和所述第二风速标志位均设置为正，则在预设时间内进行一次卸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于极端阵风的风力发电机组的运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取风力发电机组的风速仪检测的风速，对所述风速分别进行第一时间常数的滑动平均计算和第二时间常数的滑动平均计算，以获取第一风速均值和第二风速均值，并根据所述第一风速均值和所述第二风速均值判断是否将第一风速标志位设置为正，其中，所述第一时间常数大于所述第二时间常数；获取所述风力发电机组的风向仪检测的风向，对所述风向进行第三时间常数的滑动平均计算，以获取风向均值，并根据所述风向均值判断是否将风向标志位设置为正；检测所述风力发电机组的发电机当前时刻的功率，根据所述当前时刻的功率计算所述发电机的功率速度，并根据所述功率速度判断是否将功率速度标志位设置为正；对所述风速进行第四时间常数的滑动平均计算，以获取第三风速均值，并根据所述第三风速均值判断是否将第二风速标志位设置为正，其中，所述第四时间常数大于所述第二时间常数并小于所述第一时间常数；若所述第一风速标志位、所述风向标志位、所述功率速度标志位和所述第二风速标志位均设置为正，则在预设时间内进行一次卸除风载控制并维持进行所述卸除风载控制后的控制策略。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一风速均值和第二风速均值判断是否将第一风速标志位设置为正，包括：获取预设的第一风速阈值；计算所述第一风速均值与所述第二风速均值的差值，并将所述差值与所述第一风速阈值进行比较；若所述差值小于等于所述第一风速阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述差值大于所述第一风速阈值，则将所述第一风速标志位设置为正。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述风向均值判断是否将风向标志位设置为正,包括:获取预设的风向阈值；计算所述风向均值与所述风力发电机组的机头方向的差值，并将所述差值与所述风向阈值进行比较；若所述差值小于等于所述风向阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述差值大于所述风向阈值，则将所述风向标志位设置为正。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的功率计算所述发电机的功率速度，并根据所述功率速度判断是否将功率速度标志位设置为正,包括:检测所述风力发电机组的发电机在与当前时刻相邻的前一时刻的功率，并将所述当前时刻的功率与所述前一时刻的功率相减以获得功率差；将所述功率差除以控制周期以获得所述发电机的功率速度，并将所述功率速度与预设的功率速度阈值进行比较；若所述功率速度小于等于所述功率速度阈值，则维持所述风力发电机组的运行状态；若所述功率速度大于所述功率速度阈值，则将所述功率速度标志位设置为正。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第三风速均值判断是否将第二风速标志位设置为正,包括:
获取预设的第二风速阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，金强，高跃，杨松圣，陈志才，陈文吉，蔡安民，林伟荣，郑茹心，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：