用于风力发电机组的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于风力发电机组的控制方法及装置。所述控制方法包括：获取所述风力发电机组的当前最小桨距角；从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速尖速比，其中，所述临界失速尖速比分布包括所述风力发电机组在各个最小桨距角下的临界失速尖速比；预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的工况；响应于预测的工况未达到期望的性能指标，调整所述当前最小桨距角；使用调整后的最小桨距角来控制所述风力发电机组的运行。述风力发电机组的运行。述风力发电机组的运行。

【技术实现步骤摘要】
用于风力发电机组的控制方法及装置


[0001]本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种用于风力发电机组的控制方法及装置。

技术介绍

[0002]在风力发电机组的实际运行过程中，由于受到地理条件、昼夜、季节等诸多环境因素的影响，风力发电机组可能会发生叶片失速现象。风力发电机组在失速状态下运行时会改变风力发电机组的叶片的载荷和气动特性，从而引起机组振动和发电量损失，长期在失速状态下甚至会导致叶片断裂。因此，准确地预测失速并对机组运行进行适当的控制可有效地减少机组发电量损失和运行风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供用于风力发电机组的控制方法及装置。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供一种用于风力发电机组的控制方法，所述控制方法包括：获取所述风力发电机组的当前最小桨距角；从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速尖速比，其中，所述临界失速尖速比分布包括所述风力发电机组在各个最小桨距角下的临界失速尖速比；预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的工况；响应于预测的工况未达到期望的性能指标，调整所述当前最小桨距角；使用调整后的最小桨距角来控制所述风力发电机组的运行。
[0005]优选地，当所述工况由所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的输出功率来表征时，所述性能指标为所述风力发电机组的满发功率。
[0006]优选地，所述预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的工况，包括：根据所述风力发电机组的相关运行参数以及导出的临界失速尖速比，计算所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速风速；从所述风力发电机组的功率系数分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下的功率系数，其中，所述功率系数分布包括所述风力发电机组在各个尖速比和最小桨距角下的功率系数；基于导出的临界失速风速和导出的功率系数，预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的输出功率。
[0007]优选地，所述调整所述当前最小桨距角，包括：基于预测的输出功率和导出的功率系数，计算所述风力发电机组的等效风速；根据所述风力发电机组的相关运行参数以及所述等效风速，计算所述风力发电机组的寻优尖速比；从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述寻优尖速比下的寻优最小桨距角；从所述风力发电机组的功率系数分布中导出所述风力发电机组在所述寻优最小桨距角和所述寻优尖速比下的寻优功率系数；响应于导出的寻优功率系数与导出的功率系数之间的差小于预定收敛精度，将所述当前最小桨距角调整为所述寻优最小桨距角。
[0008]优选地，所述调整所述当前最小桨距角，还包括：响应于导出的寻优功率系数与导出的功率系数之间的差大于预定收敛精度，将导出的寻优功率系数作为上次导出的寻优功率系数，并迭代地执行计算等效风速的步骤、计算寻优尖速比的步骤、导出寻优最小桨距角的步骤、导出寻优功率系数的步骤，直到导出的寻优功率系数与上次导出的寻优功率系数之间的差小于预定收敛精度为止；将所述当前最小桨距角调整为所述迭代结束时得到的寻优最小桨距角。
[0009]优选地，所述风力发电机组的相关运行参数包括所述风力发电机组的发电机转速和叶轮半径。
[0010]优选地，所述控制方法还包括：将预测的输出功率和调整后的最小桨距角成对地记录至所述风力发电机组的叶片失速控制表中。
[0011]优选地，所述控制方法还包括：使用所述叶片失速控制表构建所述风力发电机组的叶片失速控制分布，其中，所述叶片失速控制分布包括在所述风力发电机组的各个失速功率点下的最优最小桨距角。
[0012]优选地，所述控制方法还包括：响应于所述风力发电机组运行至所述叶片失速控制分布上的失速功率点，将所述风力发电机组的当前最小桨距角调整为在所述失速功率点下的最优最小桨距角。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供一种用于风力发电机组的控制装置，所述控制装置包括：桨距角获取单元，被配置为：获取所述风力发电机组的当前最小桨距角；尖速比导出单元，被配置为：从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速尖速比，其中，所述临界失速尖速比分布包括所述风力发电机组在各个最小桨距角下的临界失速尖速比；工况预测单元，被配置为：预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的工况；桨距角调整单元，被配置为：响应于所述工况未达到期望的性能指标，调整所述当前最小桨距角；桨距角控制单元，被配置为：使用调整后的最小桨距角来控制所述风力发电机组的运行。
[0014]优选地，当所述工况由所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的输出功率来表征时，所述性能指标为所述风力发电机组的满发功率。
[0015]优选地，所述工况预测单元包括：临界风速计算单元，被配置为：根据所述风力发电机组的相关运行参数以及导出的临界失速尖速比，计算所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速风速；功率系数导出单元，被配置为：从所述风力发电机组的功率系数分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下的功率系数，其中，所述功率系数分布包括所述风力发电机组在各个尖速比和最小桨距角下的功率系数；输出功率计算单元，被配置为：基于导出的临界失速风速和导出的功率系数，预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的输出功率。
[0016]优选地，所述桨距角调整单元被配置为：基于预测的输出功率和导出的功率系数，计算所述风力发电机组的等效风速；根据所述风力发电机组的相关运行参数以及所述等效风速，计算所述风力发电机组的寻优尖速比；从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述寻优尖速比下的寻优最小桨距角；从所述风力发电机组的功率系数分布中导出所述风力发电机组在所述寻优最小桨距角和所述寻优尖速比下的寻优功率系数；响应于导出的寻优功率系数与导出的功率系数之间的差小于预定收敛精度，
将所述当前最小桨距角调整为所述寻优最小桨距角。
[0017]优选地，所述桨距角调整单元还被配置为：响应于导出的寻优功率系数与导出的功率系数之间的差大于预定收敛精度，将导出的寻优功率系数作为上次导出的寻优功率系数，并迭代地执行计算等效风速的步骤、计算寻优尖速比的步骤、导出寻优最小桨距角的步骤、导出寻优功率系数的步骤，直到导出的寻优功率系数与上次导出的寻优功率系数之间的差小于预定收敛精度为止；将所述当前最小桨距角调整为所述迭代结束时得到的寻优最小桨距角。
[0018]优选地，所述风力发电机组的相关运行参数包括所述风力发电机组的发电机转速和叶轮半径。
[0019]优选地，所述控制装置还包括：失速控制记录单元，被配置为：将预测的输出功率和调整后的最小桨距角成对地记录至所述风力发电机组的叶片失速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取所述风力发电机组的当前最小桨距角；从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速尖速比，其中，所述临界失速尖速比分布包括所述风力发电机组在各个最小桨距角下的临界失速尖速比；预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的工况；响应于预测的工况未达到期望的性能指标，调整所述当前最小桨距角；使用调整后的最小桨距角来控制所述风力发电机组的运行。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述工况由所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的输出功率来表征时，所述性能指标为所述风力发电机组的满发功率。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的工况，包括：根据所述风力发电机组的相关运行参数以及导出的临界失速尖速比，计算所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速风速；从所述风力发电机组的功率系数分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下的功率系数，其中，所述功率系数分布包括所述风力发电机组在各个尖速比和最小桨距角下的功率系数；基于导出的临界失速风速和导出的功率系数，预测所述风力发电机组在所述当前最小桨距角和导出的临界失速尖速比下运行的输出功率。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述调整所述当前最小桨距角，包括：基于预测的输出功率和导出的功率系数，计算所述风力发电机组的等效风速；根据所述风力发电机组的相关运行参数以及所述等效风速，计算所述风力发电机组的寻优尖速比；从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述寻优尖速比下的寻优最小桨距角；从所述风力发电机组的功率系数分布中导出所述风力发电机组在所述寻优最小桨距角和所述寻优尖速比下的寻优功率系数；响应于导出的寻优功率系数与导出的功率系数之间的差小于预定收敛精度，将所述当前最小桨距角调整为所述寻优最小桨距角。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述调整所述当前最小桨距角，还包括：响应于导出的寻优功率系数与导出的功率系数之间的差大于预定收敛精度，将导出的寻优功率系数作为上次导出的寻优功率系数，并迭代地执行计算等效风速的步骤、计算寻优尖速比的步骤、导出寻优最小桨距角的步骤、导出寻优功率系数的步骤，直到导出的寻优功率系数与上次导出的寻优功率系数之间的差小于预定收敛精度为止；将所述当前最小桨距角调整为所述迭代结束时得到的寻优最小桨距角。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述风力发电机组的相关运行参数包
括所述风力发电机组的发电机转速和叶轮半径。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：将预测的输出功率和调整后的最小桨距角成对地记录至所述风力发电机组的叶片失速控制表中。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：使用所述叶片失速控制表构建所述风力发电机组的叶片失速控制分布，其中，所述叶片失速控制分布包括在所述风力发电机组的各个失速功率点下的最优最小桨距角。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：响应于所述风力发电机组运行至所述叶片失速控制分布上的失速功率点，将所述风力发电机组的当前最小桨距角调整为在所述失速功率点下的最优最小桨距角。10.一种用于风力发电机组的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：桨距角获取单元，被配置为：获取所述风力发电机组的当前最小桨距角；尖速比导出单元，被配置为：从所述风力发电机组的临界失速尖速比分布中导出所述风力发电机组在所述当前最小桨距角下的临界失速尖速比，其中，所述临界失速尖速比分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，卞凤娇，
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：