风力发电机组的风能捕获方法及装置制造方法及图纸

提供一种风力发电机组的风能捕获方法及装置。该风力发电机组的风能捕获方法包括：测量风力发电机组的叶轮的当前转速；确定当前转速下捕获风能的最优扭矩；并且将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩，以考虑叶片变形对发电量的影响来动态调整转速

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的风能捕获方法及装置


[0001]本公开涉及风力发电
更具体地，本公开涉及一种风力发电机组的风能捕获方法及装置。

技术介绍

[0002]随着风电市场竞争日趋白热化，最大化利用风力发电机的性能，追求最佳出力，成为各大风电厂家的技术核心竞争力。
[0003]目前的风力发电机多为变桨、变速风机，通过变速可以达到追逐最大风能的目的。传统的控制方式在追踪最大风能MPPT段，忽略了叶片动态变形，针对刚度较大的短叶片来讲，简化了控制方式，操作简单。但随着叶轮直径的不断增加，叶片呈现长柔性体，在风力发电机组运行的时候，会产生很大的变形，从而导致传统的控制方式已经不能跟踪叶片的变化而产生最大出力。

技术实现思路

[0004]本公开的示例性实施例在于提供一种风力发电机组的风能捕获方法及装置，以通过考虑叶片变形对发电量的影响来动态调整转速-扭矩关系，从而提升风力发电机组的发电量。
[0005]根据本公开的示例性实施例，提供一种风力发电机组的风能捕获方法，包括：测量风力发电机组的叶轮的当前转速；确定当前转速下捕获风能的最优扭矩；并且将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩。
[0006]可选地，确定当前转速下捕获风能的最优扭矩的步骤可包括：计算叶轮的转速下风力发电机组的叶片的尖速比和风能吸收效率；并且基于叶片的尖速比和风能吸收效率计算捕获风能的最优扭矩。
[0007]可选地，计算叶轮的转速下风力发电机组的叶片的尖速比和风能吸收效率的步骤可包括：计算在叶轮的转速下的风力发电机组的叶片的半径；并且基于叶片的半径计算风力发电机组的叶片的尖速比，并计算风能吸收效率。
[0008]可选地，计算风能吸收效率的步骤可包括：获取叶片的桨距角；并且根据叶片的尖速比和叶片的桨距角计算风力发电机组的叶片的风能吸收效率。
[0009]可选地，所述风力发电机组的风能捕获方法还可包括：分别获取将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩之前的第一轴功率和获取将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩之后的第二轴功率；并且基于第一轴功率和第二轴功率计算确定的最优扭矩对风力发电机组的发电量的提升量。
[0010]可选地，基于第一轴功率和第二轴功率计算确定的最优扭矩对风力发电机组的发电量的提升量的步骤可包括：测量当前风速；按照风速对第一轴功率和第二轴功率进行分仓得到每个风速仓下的第一轴功率和第二轴功率；计算每个风速仓下的第一轴功率的平均值和第二轴功率的平均值；并且基于每个风速仓下的第一轴功率的平均值和第二轴功率的
平均值，计算风力发电机组在每个风速仓下的发电量的平均提升量。
[0011]根据本公开的示例性实施例，提供一种风力发电机组的风能捕获装置，包括：转速测量单元，被配置为测量风力发电机组的叶轮的当前转速；扭矩确定单元，被配置为确定当前转速下捕获风能的最优扭矩；和扭矩设置单元，被配置为将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩。
[0012]可选地，扭矩确定单元可被配置为：计算叶轮的转速下风力发电机组的叶片的尖速比和风能吸收效率；并且基于叶片的尖速比和风能吸收效率计算捕获风能的最优扭矩。
[0013]可选地，扭矩确定单元可被配置为：计算在叶轮的转速下的风力发电机组的叶片的半径；并且基于叶片的半径计算风力发电机组的叶片的尖速比，并计算风能吸收效率。
[0014]可选地，扭矩确定单元可被配置为：获取叶片的桨距角；并且根据叶片的尖速比和叶片的桨距角计算风力发电机组的叶片的风能吸收效率。
[0015]可选地，所述装置还可包括提升量计算单元，被配置为：分别获取将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩之前的第一轴功率和获取将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩之后的第二轴功率；并且基于第一轴功率和第二轴功率计算确定的最优扭矩对风力发电机组的发电量的提升量。
[0016]可选地，提升量计算单元可被配置为：测量当前风速；按照风速对第一轴功率和第二轴功率进行分仓得到每个风速仓下的第一轴功率和第二轴功率；计算每个风速仓下的第一轴功率的平均值和第二轴功率的平均值；并且基于每个风速仓下的第一轴功率的平均值和第二轴功率的平均值，计算风力发电机组在每个风速仓下的发电量的平均提升量。
[0017]根据本公开的示例性实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的风能捕获方法。
[0018]根据本公开的示例性实施例，提供一种计算装置，包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的风能捕获方法。
[0019]根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的风能捕获方法及装置，通过测量风力发电机组的叶轮的当前转速；确定当前转速下捕获风能的最优扭矩；并且将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩，以考虑叶片变形对发电量的影响来动态调整转速-扭矩关系，从而提升风力发电机组的发电量。
[0020]将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。
附图说明
[0021]通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本公开的示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0022]图1示出叶素受力分析的示意图；
[0023]图2示出在定常风下转速和相关变量的关系；
[0024]图3示出不同湍流风速下转速和相关变量的关系；
[0025]图4示出转速-扭矩关系曲线；
[0026]图5示出根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的风能捕获方法的流程图；
[0027]图6示出根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的风能捕获装置的框图；和
[0028]图7示出根据本公开的示例性实施例的计算装置的示意图。
具体实施方式
[0029]现将详细参照本公开的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本公开。
[0030]在本公开中，首先分析发电量的影响因素，然后通过分析叶片变形对发电量的影响、风能吸收效率Cp、动态k
λ
对发电量的影响，得出在最大功率跟踪MPPT段影响风力发电机组出力的因素，并提出通过动态调整转速-扭矩关系，提升发电量的方法。
[0031]下面首先结合图1来分析发电量的影响因素。风能作用在叶片上，风机把风能转化成电能。叶片可以看成有一个个叶素组成的，沿展向方向每个叶素的弦长、半径均不相同，每个叶素能产生的功率也不相同。根据叶素动量理论，加载到叶片的功率为每个叶素上的功率之和。
[0032][0033]公式(1)中，δQ表示每个叶素的功率，c表示叶素弦长，r表示叶素距离叶根的距离/叶素半径，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风能捕获方法，包括：测量风力发电机组的叶轮的当前转速；确定当前转速下捕获风能的最优扭矩；并且将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩。2.根据权利要求1所述的风能捕获方法，其中，确定当前转速下捕获风能的最优扭矩的步骤包括：计算叶轮的转速下风力发电机组的叶片的尖速比和风能吸收效率；并且基于叶片的尖速比和风能吸收效率计算捕获风能的最优扭矩。3.根据权利要求2所述的风能捕获方法，其中，计算叶轮的转速下风力发电机组的叶片的尖速比和风能吸收效率的步骤包括：计算在叶轮的转速下的风力发电机组的叶片的半径；并且基于叶片的半径计算风力发电机组的叶片的尖速比，并计算风能吸收效率。4.根据权利要求3所述的风能捕获方法，其中，计算风能吸收效率的步骤包括：获取叶片的桨距角；并且根据叶片的尖速比和叶片的桨距角计算风力发电机组的叶片的风能吸收效率。5.根据权利要求1-4中任一项所述的风能捕获方法，还包括：分别获取将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩之前的第一轴功率和获取将风力发电机组的叶轮的扭矩设置为确定的最优扭矩之后的第二轴功率；并且基于第一轴功率和第二轴功率计算确定的最优扭矩对风力发电机组的发电量的提升量。6.根据权利要求5所述的风能捕获方法，其中，基于第一轴功率和第二轴功率计算确定的最优扭矩对风力发电机组的发电量的提升量的步骤包括：测量当前风速；按照风速对第一轴功率和第二轴功率进行分仓得到每个风速仓下的第一轴功率和第二轴功率；计算每个风速仓下的第一轴功率的平均值和第二轴功率的平均值；并且基于每个风速仓下的第一轴功率的平均值和第二轴功率的平均值，计算风力发电机组在每个风速仓下的发电量的平均提升量。7.一种风力发电机组的风能捕获装置，包括：转速测量单元，被配置为测量风力发电机组的叶轮的当前转速；扭矩确定单元，被配置为确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴先友，
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：