风力机组的功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种风力机组的功率控制方法，包括获取速度信息，速度信息包括风速或风力机组的风轮转速；根据速度信息查询目标查找表以得到第一最优桨距角和第一最优增益，目标查找表为最优桨距角和最优增益查找表；控制器根据第一最优增益更新内部的最优增益，并发出最优桨距角调整指令；基于更新的最优增益和当前风力机组的转速，控制器向变流器发出转矩调整指令。本发明专利技术可保证机组在低风速区间始终处于或更接近气动效率最优的状态，有助于提高风电机组风能捕获效率，提升机组发电量。提升机组发电量。提升机组发电量。

【技术实现步骤摘要】
风力机组的功率控制方法


[0001]本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种风力机组的功率控制方法。

技术介绍

[0002]传统的转矩控制方法从叶片气动特性出发，未考虑叶片弹性变形的影响，因此对于变形小的近刚性叶片可以取得良好的功率最优控制效果。但是，随着风电机组朝着大型化、轻量化的方向发展，风力机叶片变得更加细长、柔性更大，机组正常运行时的叶片弹性变形对风轮气动效率的影响逐渐凸显。另一方面，叶片弹性变形的程度与机组的运行条件也有关系，因此叶片在不同风速下可能具有不同的最优桨角和最优增益。由此可见，传统的固定最优桨距角、固定最优增益的转矩控制方法不能保证柔性叶片在低风速区间始终处于气动效率最优状态，机组将因此损失一部分发电量。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的转矩控制会损失一部分发电量的缺陷，提供一种风力机组的功率控制方法。
[0004]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0005]本专利技术提供一种风力机组的功率控制方法，包括以下步骤：
[0006]获取速度信息，速度信息包括风速或风力机组的风轮转速；
[0007]根据速度信息查询目标查找表以得到第一最优桨距角和第一最优增益，目标查找表为最优桨距角和最优增益查找表；
[0008]控制器根据第一最优增益更新内部的最优增益，并发出最优桨距角调整指令；
[0009]基于更新的最优增益K
dynopt
和当前风力机组的转速ω
g
，控制器向变流器发出转矩调整指令，其中，转矩
[0010]较佳地，在获取速度信息之前，功率控制方法还包括以下步骤：
[0011]基于数值仿真构建目标查找表。
[0012]较佳地，基于数值仿真构建目标查找表，包括：
[0013]基于静态仿真获取最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角；
[0014]基于动态仿真根据最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角获取不同风轮转速或不同风速下的最优动态气动效率、最优动态叶尖速比、最优动态桨距角；
[0015]基于不同风轮转速下或不同风速下的所述最优动态气动效率、最优动态叶尖速比获取对应的动态最优增益；
[0016]构建目标查找表。
[0017]较佳地，基于静态仿真获取最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角，包括：
[0018]S101、获取风力机组的风轮气动效率关于风速、转速和桨距角的三维数组；
[0019]S102、获取风轮气动效率关于叶尖速比和桨距角的二维数组；
[0020]S103、获取风轮的备选静态气动效率、备选静态叶尖速比和备选静态桨距角，所述备选静态气动效率为每一所述转速对应的所述二维数组中最大风轮气动效率对应的静态气动效率，所述备选静态叶尖速比为每一所述转速对应的所述二维数组中最大风轮气动效率对应的所述叶尖速比，所述备选静态桨距角为每一所述转速对应的所述二维数组中最大风轮气动效率对应的所述桨距角；
[0021]S104、判断备选静态桨距角是否处于第一预设范围内，若是，则执行步骤S105，若否，则返回步骤S101；
[0022]S105、将备选静态气动效率作为最优静态气动效率，将备选静态叶尖速比作为最优静态叶尖速比，将备选静态桨距角作为最优静态桨距角。
[0023]较佳地，基于动态仿真根据最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角获取最优动态气动效率、最优动态叶尖速比、最优动态桨距角，包括：
[0024]S201、在目标区间内对风力机组进行动态仿真，以获取风力机组的风轮气动效率关于风速、转速和桨距角的动态三维数组，目标区间为静态最优工作点附近的预设区间，静态最优工作点由最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角限定；
[0025]S202、获取风轮气动效率关于叶尖速比和桨距角的动态二维数组；
[0026]S203、获取风轮的备选动态气动效率、备选动态叶尖速比和备选动态桨距角，所述备选动态气动效率为每一所述转速对应的所述动态二维数组中最大风轮气动效率对应的动态气动效率，所述备选动态叶尖速比为每一所述转速对应的所述动态二维数组中最大风轮气动效率对应的所述叶尖速比，所述备选动态桨距角为每一所述转速对应的所述动态二维数组中最大风轮气动效率对应的所述桨距角；
[0027]S204、判断备选动态叶尖速比、备选动态桨距角是否处于第二预设范围内，若是，则执行步骤S205，若否，则返回步骤S201；
[0028]S205、将备选动态气动效率作为最优动态气动效率，将备选动态叶尖速比作为最优动态叶尖速比，将备选动态桨距角作为最优动态桨距角。
[0029]较佳地，基于静态仿真获取最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角，包括：
[0030]S101、获取风力机组的风轮气动效率关于风速、转速和桨距角的三维数组；
[0031]S102、获取风轮气动效率关于叶尖速比和桨距角的二维数组；
[0032]S103、获取风轮的备选静态气动效率、备选静态叶尖速比和备选静态桨距角，备选静态气动效率为每一风速对应的二维数组中最大风轮气动效率对应的静态气动效率，备选静态叶尖速比为每一风速对应的二维数组中最大风轮气动效率对应的叶尖速比，备选静态桨距角为每一风速对应的二维数组中最大风轮气动效率对应的桨距角；
[0033]S104、判断备选静态桨距角是否处于第一预设范围内，若是，则执行步骤S105，若否，则返回步骤S101；
[0034]S105、将备选静态气动效率作为最优静态气动效率，将备选静态叶尖速比作为最优静态叶尖速比，将备选静态桨距角作为最优静态桨距角。
[0035]较佳地，基于动态仿真根据最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角获取最优动态气动效率、最优动态叶尖速比、最优动态桨距角，包括：
[0036]S201、在目标区间内对风力机组进行动态仿真，以获取风力机组的风轮气动效率
关于风速、转速和桨距角的动态三维数组，目标区间为静态最优工作点附近的预设区间，静态最优工作点由最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角限定；
[0037]S202、获取风轮气动效率关于叶尖速比和桨距角的动态二维数组；
[0038]S203、获取风轮的备选动态气动效率、备选动态叶尖速比和备选动态桨距角，备选动态气动效率为每一风速对应的动态二维数组中最大风轮气动效率对应的动态气动效率，备选动态叶尖速比为每一风速对应的动态二维数组中最大风轮气动效率对应的叶尖速比，备选动态桨距角为每一风速对应的动态二维数组中最大风轮气动效率对应的桨距角；
[0039]S204、判断备选动态叶尖速比、备选动态桨距角是否处于第二预设范围内，若是，则执行步骤S205，若否，则返回步骤S201；
[0040]S205、将备选动态气动效率作为最优动态气动效率，将备选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力机组的功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取速度信息，所述速度信息包括风速或所述风力机组的风轮转速；根据所述速度信息查询目标查找表以得到第一最优桨距角和第一最优增益，所述目标查找表为最优桨距角和最优增益查找表；控制器根据所述第一最优增益更新内部的最优增益，并发出最优桨距角调整指令；基于更新的最优增益K
dynopt
和当前所述风力机组的转速ω
g
，所述控制器向变流器发出转矩调整指令，其中，所述转矩2.如权利要求1所述的风力机组的功率控制方法，其特征在于，在所述获取速度信息之前，所述功率控制方法还包括以下步骤：基于数值仿真构建所述目标查找表。3.如权利要求2所述的风力机组的功率控制方法，其特征在于，所述基于数值仿真构建所述目标查找表，包括：基于静态仿真获取最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角；基于动态仿真根据所述最优静态气动效率、所述最优静态叶尖速比、所述最优静态桨距角获取不同风轮转速或不同风速下的最优动态气动效率、最优动态叶尖速比、最优动态桨距角；基于不同风轮转速下或不同风速下的所述最优动态气动效率、最优动态叶尖速比获取对应的动态最优增益；构建所述目标查找表。4.如权利要求3所述的风力机组的功率控制方法，其特征在于，所述基于静态仿真获取最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角，包括：S101、获取所述风力机组的风轮气动效率关于风速、转速和桨距角的三维数组；S102、获取所述风轮气动效率关于叶尖速比和桨距角的二维数组；S103、获取所述风轮的备选静态气动效率、备选静态叶尖速比和备选静态桨距角，所述备选静态气动效率为每一所述转速对应的所述二维数组中最大风轮气动效率对应的静态气动效率，所述备选静态叶尖速比为每一所述转速对应的所述二维数组中最大风轮气动效率对应的所述叶尖速比，所述备选静态桨距角为每一所述转速对应的所述二维数组中最大风轮气动效率对应的所述桨距角；S104、判断备选静态桨距角是否处于第一预设范围内，若是，则执行步骤S105，若否，则返回步骤S101；S105、将所述备选静态气动效率作为所述最优静态气动效率，将所述备选静态叶尖速比作为所述最优静态叶尖速比，将所述备选静态桨距角作为所述最优静态桨距角。5.如权利要求4所述的风力机组的功率控制方法，其特征在于，所述基于动态仿真根据所述最优静态气动效率、所述最优静态叶尖速比、所述最优静态桨距角获取最优动态气动效率、最优动态叶尖速比、最优动态桨距角，包括：S201、在目标区间内对所述风力机组进行动态仿真，以获取所述风力机组的风轮气动效率关于风速、转速和桨距角的动态三维数组，所述目标区间为静态最优工作点附近的预设区间，所述静态最优工作点由所述最优静态气动效率、所述最优静态叶尖速比、所述最优
静态桨距角限定；S202、获取所述风轮气动效率关于叶尖速比和桨距角的动态二维数组；S203、获取所述风轮的备选动态气动效率、备选动态叶尖速比和备选动态桨距角，所述备选动态气动效率为每一所述转速对应的所述动态二维数组中最大风轮气动效率对应的动态气动效率，所述备选动态叶尖速比为每一所述转速对应的所述动态二维数组中最大风轮气动效率对应的所述叶尖速比，所述备选动态桨距角为每一所述转速对应的所述动态二维数组中最大风轮气动效率对应的所述桨距角；S204、判断所述备选动态叶尖速比、所述备选动态桨距角是否处于第二预设范围内，若是，则执行步骤S205，若否，则返回步骤S201；S205、将所述备选动态气动效率作为所述最优动态气动效率，将所述备选动态叶尖速比作为所述最优动态叶尖速比，将所述备选动态桨距角作为所述最优动态桨距角。6.如权利要求3所述的风力机组的功率控制方法，其特征在于，所述基于静态仿真获取最优静态气动效率、最优静态叶尖速比、最优静态桨距角，包括：S101、获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进格，刘略，顾爽，黄雄哲，蒋勇，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：