一种风机极端相干阵风降载控制方法、系统、介质及设备技术方案

发明专利技术公开了一种风机极端相干阵风降载控制方法、系统、介质及设备，在风机处于正常发电状态下，读取风机的桨距角和转速，计算风机的转速加速度，并根据风机的桨距角、转速以及转速加速度来识别风机是否处于极端阵风工况下，即不依赖于风速风向仪的检测即可有效地识别出极端相干阵风工况，进而通过施加额外的附加变桨角度，使风机更迅速地收桨降载；本发明专利技术无需在风机处新增传感器等硬件设备，从而为后续的控制提供了可行性，在执行降载策略后风机的转速有效降低，防止风机在极端相干阵风的工况中发生超速的情况，同时亦降低了偏航和轮毂的载荷，大大提高了风机的安全性。大大提高了风机的安全性。大大提高了风机的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种风机极端相干阵风降载控制方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术涉及风机降载控制的
，尤其是指一种风机极端相干阵风降载控制方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]随着风力发电机组规模的不断扩大，风力机组的安全性问题越来越受到重视。应对极端风况的能力是考验机组安全性的重要指标，极端相干阵风就是机组可能遭遇到的一种极端风况。如图1和图2所示，极端相干阵风是风速和风向都在短时间内同时上升的风况。风速的快速上升，由于PID控制的变桨调节存在滞后性，会使风力发电机组的转速迅速上升，从而导致机组超速。风向的剧烈变化也会是机组的偏航和轮毂载荷快速上升，机组的偏航载荷最大值一般会出现在极端相干阵风工况。
[0003]传统的应对极端相干阵风的方式是增大变桨PID控制器的参数，提高跟踪性能。但是同时也会使系统变得敏感，在正常风况下变桨幅度增大，从而减小了变桨轴承的寿命，功率的波动也会变大。极端相干阵风发生的概率相对正常风况要小很多，这样的做法显然得不偿失。并且传统风力发电机组依赖于风速风向信息识别极端阵风，然而风速风向仪的可靠性和准确性很难达到控制要求。本专利技术致力于解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种风机极端相干阵风降载控制方法，在不依赖风速风向仪的基础上，有效地识别出风机是否遭遇了极端相干阵风工况，并且通过施加额外的附加变桨角度，使风机更迅速地收桨，从而降低风机的转速，以及偏航和轮毂的载荷，大大提高了风机的安全性。/>[0005]本专利技术的第二目的在于提供一种风机极端相干阵风降载控制系统。
[0006]本专利技术的第三目的在于提供一种非暂时性计算机可读介质。
[0007]本专利技术的第四目的在于提供一种计算设备。
[0008]本专利技术的第一目的通过下述技术方案实现：一种风机极端相干阵风降载控制方法，包括以下步骤：
[0009]S1、在风机处于正常发电状态下，读取风机的桨距角和转速，计算风机的转速加速度，并根据风机的桨距角、转速以及转速加速度是否大于各自对应的预设阈值来识别风机是否处于极端相干阵风下；
[0010]S2、若风机处于极端相干阵风下，则判断风机的降载策略使能位是否使能，若降载策略使能位已使能，则触发风机的极端相干阵风标志位置位；若风机的降载策略使能位未使能，则代表降载策略未启用，需对降载策略使能位进行使能设置；
[0011]S3、极端相干阵风标志位置位触发后，对风机执行降载策略直至风机的实时转速小于预设的转速第一阈值；
[0012]S4、退出降载策略，停止使能降载策略使能位并开始计时，此时风机正常运行；
[0013]S5、当计时的时间大于预设的时间第二阈值，重新使能降载策略使能位，并返回执行步骤S1。
[0014]进一步，在步骤S1中，具体执行以下操作：
[0015]在风机处于正常发电状态下，通过桨距角传感器读取风机的所有叶片的桨距角，求所有叶片的桨距角的平均值作为风机的桨距角，通过发电机转速滑环传感器读取风机的转速，并通过风机的转速微分计算出风机的转速加速度，依次对该风机的桨距角、转速以及转速加速度进行比对；若桨距角大于预设的桨距角第一阈值，转速大于预设的转速第一阈值，转速加速度在大于预设的转速加速度第一阈值的情况下持续运行的时间超过预设的时间第一阈值，且在该持续运行的时间内转速加速度的峰值大于预设的转速加速度第二阈值，则认为风机为处于极端相干阵风下；反之，若桨距角小于预设的桨距角第一阈值，转速小于预设的转速第一阈值，转速加速度小于预设的转速加速度第一阈值，或在大于预设的转速加速度第一阈值的情况下持续运行的时间内转速加速度的峰值小于预设的转速加速度第二阈值，则认为风机不处于极端相干阵风下，跳过降载控制。
[0016]进一步，在步骤S2中，具体执行以下操作：
[0017]若风机处于极端相干阵风下，则判断风机的降载策略使能位是否使能，若降载策略使能位为true，则触发极端相干阵风标志位置位为true。
[0018]进一步，在步骤S3中，具体执行以下操作：
[0019]给风机的变桨PID控制器的输出叠加一个为正数的附加变桨角度直至风机的实时转速小于预设的转速第一阈值，使风机快速收桨以降低载荷。
[0020]进一步，在步骤S4中，具体执行以下操作：
[0021]停止对风机的变桨PID控制器的输出叠加附加变桨角度，将降载策略使能位复位为false，并开始计时。
[0022]进一步，在步骤S5中，具体执行以下操作：
[0023]当计时时间大于预设的时间第二阈值，使降载策略使能位为true，并返回执行步骤S1对风机极端相干阵风进行识别。
[0024]本专利技术的第二目的通过下述技术方案实现：一种风机极端相干阵风降载控制系统，包括：
[0025]数据读取计算模块，用于读取风机的桨距角和转速并计算风机的转速加速度；
[0026]极端相干阵风识别模块，根据风机的桨距角、转速以及转速加速度来识别风机是否处于极端相干阵风下；
[0027]降载策略开启模块，根据所识别的风机极端相干阵风情况来控制降载策略开启或停止；
[0028]降载策略执行模块，用于给风机的变桨PID控制器的输出叠加一个为正数的附加变桨角度，使风机能够快速收桨。
[0029]本专利技术的第三目的通过下述技术方案实现：一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由处理器执行时，执行上述风机极端相干阵风降载控制方法的步骤。
[0030]本专利技术的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述风机极端相干阵风降载控制方法。
[0031]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
[0032]本专利技术无需在风机处新增传感器等硬件设备，仅通过简单的获取风机转速、桨距角，同时不依赖于风速风向仪的检测即可有效地识别出极端相干阵风工况，从而为后续的控制提供了可行性；进而通过施加额外的附加变桨角度，使风机更迅速地收桨，从而降低风机的转速，有效地防止风机在极端相干阵风的工况中发生超速，并降低偏航和轮毂载荷。
附图说明
[0033]图1为极端相干阵风风速的曲线图。
[0034]图2为极端相干阵风风向的曲线图。
[0035]图3为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0036]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0037]实施例1
[0038]参见图3所示，为本实施例所提供的风机极端相干阵风降载控制方法，包括以下步骤：
[0039]S1、在风机处于正常发电状态下，读取风机的桨距角和转速，计算风机的转速加速度，并根据风机的桨距角、转速以及转速加速度是否大于各自对应的预设阈值来识别风机是否处于极端相干阵风下，具体执行以下操作：
[0040]在风机处于正常发电状态下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机极端相干阵风降载控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在风机处于正常发电状态下，读取风机的桨距角和转速，计算风机的转速加速度，并根据风机的桨距角、转速以及转速加速度是否大于各自对应的预设阈值来识别风机是否处于极端相干阵风下；S2、若风机处于极端相干阵风下，则判断风机的降载策略使能位是否使能，若降载策略使能位已使能，则触发风机的极端相干阵风标志位置位；若风机的降载策略使能位未使能，则代表降载策略未启用，需对降载策略使能位进行使能设置；S3、极端相干阵风标志位置位触发后，对风机执行降载策略直至风机的实时转速小于预设的转速第一阈值；S4、退出降载策略，停止使能降载策略使能位并开始计时，此时风机正常运行；S5、当计时的时间大于预设的时间第二阈值，重新使能降载策略使能位，并返回执行步骤S1。2.根据权利要求1所述的一种风机极端相干阵风降载控制方法，其特征在于，在步骤S1中，具体执行以下操作：在风机处于正常发电状态下，通过桨距角传感器读取风机的所有叶片的桨距角，求所有叶片的桨距角的平均值作为风机的桨距角，通过发电机转速滑环传感器读取风机的转速，并通过风机的转速微分计算出风机的转速加速度，依次对该风机的桨距角、转速以及转速加速度进行比对；若桨距角大于预设的桨距角第一阈值，转速大于预设的转速第一阈值，转速加速度在大于预设的转速加速度第一阈值的情况下持续运行的时间超过预设的时间第一阈值，且在该持续运行的时间内转速加速度的峰值大于预设的转速加速度第二阈值，则认为风机为处于极端相干阵风下；反之，若桨距角小于预设的桨距角第一阈值，转速小于预设的转速第一阈值，转速加速度小于预设的转速加速度第一阈值，或在大于预设的转速加速度第一阈值的情况下持续运行的时间内转速加速度的峰值小于预设的转速加速度第二阈值，则认为风机不处于极端相干阵风下，跳过降载控制。3.根据权利要求1所述的一种风机极端相干阵风降载控...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天宇，赵晓峻，于虹，陈思范，李卓伟，谭丹，萧家俊，朱阳光，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：