一种基于载荷测量的载荷控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于载荷测量的载荷控制方法，包括步骤：获取风电机组运行过程中的实时机组载荷；将机组载荷与标准载荷进行比较；在机组载荷超过标准载荷时，根据设定载荷和最优桨距角调度表得到最优桨距角；其中调度表根据机组的特性进行设置，规定了机组载荷下的最优桨距角大小；将最优桨距角叠加至当前桨距角上，调整桨距角下限以减小载荷。本发明专利技术能够基于最直观的测量结果对载荷进行实时控制和调整，确保机组能根据当前运行状态进行实时调整，降低风电机组运行时的载荷，提高运行稳定性，延长机组运行寿命。延长机组运行寿命。延长机组运行寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于载荷测量的载荷控制方法及控制系统


[0001]本专利技术主要涉及风力发电
，具体涉及一种基于载荷测量的载荷控制方法及控制系统。

技术介绍

[0002]全球风电机组朝着大型化方向发展，单机容量日益变大，叶轮直径突破200m+，单机功率等级突破10MW+，风电机组的关键部件承受的载荷也越来越大。过大的载荷将对机组的使用寿命及运行稳定性产生不利的影响，同时也会制约整机大型化以及叶片轻量化的产业发展，对大型机组的产业化应用也会形成一定的掣肘。风电机组关键部件上的不平衡载荷严重影响着风电机组的效率，为了对风能最大化利用，提高风电机组的效率，有效减少高湍流、大切变、风剪切和塔影效应在叶片等关键部件上引起的极端载荷，风电机组载荷控制技术变得越来越重要。
[0003]风电机组的载荷严重影响着机组的发电效率、运行稳定性和机组运行寿命，在载荷控制方面，目前采用的解决方法主要有以下几种：1)基于状态反馈的机组传动链动态扭转载荷控制；2)基于载荷优化的风电机组变桨控制技术；3)增加叶片机械稳固性；4)对叶片进行独立变桨控制，实现叶片载荷优化。上述方法虽能一定程度上对风机载荷进行优化，但也存在以下缺点：增加风机生产制造成本，无法根据风机运行工况进行实时调整。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种降低风电机组运行时的载荷，提高风电机组运行稳定性的基于载荷测量的载荷控制方法及控制系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于载荷测量的载荷控制方法，包括步骤：
[0007]获取风电机组运行过程中的实时机组载荷；
[0008]将机组载荷与标准载荷进行比较；在机组载荷超过标准载荷时，根据设定载荷和最优桨距角调度表得到最优桨距角；其中调度表根据机组的特性进行设置，规定了机组载荷下的最优桨距角大小；
[0009]将最优桨距角叠加至当前桨距角上，调整桨距角下限以减小载荷。
[0010]优选地，在获取风电机组运行过程中的实时机组载荷后，对机组载荷数据进行数据清洗以得到有效的控制载荷数据。
[0011]优选地，所述数据清洗过程为：
[0012]对机组数据进行高通滤波后，取机组载荷最大值，进行滑动滤波，最后将得到的机组载荷进行控制延时处理。
[0013]优选地，所述标准载荷包括第一标准载荷和第二标准载荷，所述第二标准载荷大于所述第一标准载荷，所述第一标准载荷和第二标准载荷以形成回差；在机组载荷超过第
一标准载荷时，则进行最优桨距角调度；若机组载荷小于第二标准载荷时，正常发电运行；若机组载荷超出机组载荷最大值，将进入保护停机状态。
[0014]优选地，通过固定在叶根的多个测量单元测量出Mx和My方向的机组载荷。
[0015]优选地，所述测量单元为光纤传感器。
[0016]优选地，在根据设定载荷和最优桨距角调度表得到最优桨距角时，同时得到变桨速率。
[0017]本专利技术还公开了一种基于载荷测量的载荷控制系统，包括：
[0018]载荷测量模块，用于获取风电机组运行过程中的实时机组载荷；
[0019]逻辑判断模块，用于将机组载荷与标准载荷进行比较；在机组载荷超过标准载荷时，根据设定载荷和最优桨距角调度表得到最优桨距角；其中调度表根据机组的特性进行设置，规定了机组载荷下的最优桨距角大小；
[0020]控制模块，用于将最优桨距角叠加至当前桨距角上，调整桨距角下限以减小载荷。
[0021]本专利技术进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
[0022]本专利技术还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024]本专利技术的基于载荷测量的载荷控制方法，实时测量机组载荷，能够基于最直观的测量结果对载荷进行实时控制和调整，确保机组能根据当前运行状态进行实时调整，降低风电机组运行时的载荷，提高运行稳定性，延长机组运行寿命，在降低载荷同时最大化发电效率，充分挖掘机组发电性能潜力；根据最优桨距角对机组载荷进行调整，调整效率高；上述方法通用性强，可根据测量机组载荷数据进行快速拓展移植。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的方法在实施例的流程图。
[0026]图2为本专利技术的系统在实施例的方框图。
[0027]图3为本专利技术的载荷
‑
桨距角调度分量曲线图。
[0028]图例说明：1、载荷测量模块；2、数据处理模块；3、逻辑判断模块；4、控制模块；5、保护模块。
具体实施方式
[0029]以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0030]如图1所示，本专利技术实施例的基于载荷测量的载荷控制方法，包括步骤：
[0031]1)获取风电机组运行过程中的实时机组载荷；
[0032]2)将机组载荷与标准载荷进行比较；在机组载荷超过标准载荷时，根据设定载荷和最优桨距角调度表得到最优桨距角；其中调度表根据机组的特性进行设置，规定了机组载荷下的最优桨距角大小；
[0033]3)将最优桨距角叠加至当前桨距角上，并调整桨距角下限以减小载荷。
[0034]本专利技术的基于载荷测量的载荷控制方法，实时测量机组载荷，能够基于最直观的
测量结果对载荷进行实时控制和调整，确保机组能根据当前运行状态进行实时调整，降低风电机组运行时的载荷，提高运行稳定性，延长机组运行寿命，在降低载荷同时最大化发电效率，充分挖掘机组发电性能潜力；根据最优桨距角对机组载荷进行调整，调整效率高；上述方法通用性强，可根据测量机组载荷数据进行快速拓展移植。
[0035]在一具体实施例中，通过固定在叶根的多个测量单元测量出Mx和My方向的机组载荷。其中测量单元使用光纤传感器以提升测量精度与运行可靠性。其中光纤传感器的数量优选为三个。当然，在其它实施例中，也可以采用两个、四个或者更多个。
[0036]在一具体实施例中，在步骤1)之后，对测量得到的机组载荷进行数据清洗，具体为：对得到的机组载荷进行高通滤波，滤除杂波得到更准确的数据信号，然后取三个叶片载荷测量值的最大值，接着每隔500ms进行100ms的滑动滤波，最后将得到的数据进行控制延时处理(由于桨距角控制有延时特性，需要对滑动滤波后的数据进行相应的延时处理)，得到有效的控制载荷数据。
[0037]通过上述对机组测量载荷进行多维度的数据清洗，在保证机组载荷数据可靠性的同时，充分考虑控制系统的输入延时的问题点，保证控制效果的同时减少机组误动作。
[0038]在一具体实施例中，在步骤2)中，标准载荷包括第一标准载荷和第二标准载荷，第二标准载荷大于所述第一标准载荷，第一标准载荷和第二标准载荷以形成回差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于载荷测量的载荷控制方法，其特征在于，包括步骤：获取风电机组运行过程中的实时机组载荷；将机组载荷与标准载荷进行比较；在机组载荷超过标准载荷时，根据设定载荷和最优桨距角调度表得到最优桨距角；其中调度表根据机组的特性进行设置，规定了机组载荷下的最优桨距角大小；将最优桨距角叠加至当前桨距角上，调整桨距角下限以减小载荷。2.根据权利要求1所述的基于载荷测量的载荷控制方法，其特征在于，在获取风电机组运行过程中的实时机组载荷后，对机组载荷数据进行数据清洗以得到有效的控制载荷数据。3.根据权利要求2所述的基于载荷测量的载荷控制方法，其特征在于，所述数据清洗过程为：对机组数据进行高通滤波后，取机组载荷最大值，进行滑动滤波，最后将得到的机组载荷进行控制延时处理。4.根据权利要求1或2或3所述的基于载荷测量的载荷控制方法，其特征在于，所述标准载荷包括第一标准载荷和第二标准载荷，所述第二标准载荷大于所述第一标准载荷，所述第一标准载荷和第二标准载荷以形成回差；在机组载荷超过第一标准载荷时，则进行最优桨距角调度；若机组载荷小于第二标准载荷时，正常发电运行；若机组载荷超出机组载荷最大值，将进入保护停机状态。5.根据权利要求1或2或3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红文，蒋韬，宋建秀，常晟，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：