一种风力发电机组超速仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风力发电机组超速仿真方法及系统，属于风力发电机组控制技术领域，包括：获取当前时刻风力发电机组的测量信号；比较当前时刻风力发电机组的测量信号与预设风速阈值；若当前时刻风力发电机组的测量信号大于预设风速阈值，持续检测将来t时间内的风力发电机组的测量信号，计算得到t时间内的测量信号波动值；比较t时间内的测量信号波动值与预设波动阈值；通过比较结果触发过速故障以动态模拟仿真风力发电机组超速。本发明专利技术引入风速波动情况作为判断条件，在不同风况下均能造成过速工况，从而提高仿真效率。本发明专利技术能够减少由于小湍流小风速风况引起的不能完全造成过速故障，无法完成过速工况仿真的问题。无法完成过速工况仿真的问题。无法完成过速工况仿真的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组超速仿真方法及系统


[0001]本专利技术属于风力发电机组控制
，具体涉及一种风力发电机组超速仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]水平轴风力发电机的风轮吸收风能旋转，进而带动连接的发电机旋转发电。根据风速变化大小的不同，风力发电机组的转速也随之波动。在额定风速以上，控制目标为通过变桨控制使机组的转速控制在额定转速附近，从而使机组输出功率在额定功率附近，保证风力发电机组的机械及电气部件在设计范围内可以正常运行。
[0003]申请人发现在一些较大风况时，风力发电机组通过变桨控制不能将发电机转速控制在可控范围内，当发电机转速超过保护限值就要停机进行保护，如发电机转速不进行停机而继续增加，会导致飞车等严重事故。因此在机组设计阶段有必要进行发电机过速工况仿真，考察风电机组在较大风况下风力发电机组控制发电机转速的能力，同时验证在过速停机的过程中是否会出现极限载荷，并优化过速保护之设定，保证机组在运行年限中，发生过速时机组仍可以安全停机保护。
[0004]在传统仿真工况中，过速触发一般为调整变桨控制的参考转速，当实际转速超过设定值时进行停机保护，但在一些风况较小，波动不强烈的工况中，此种方式由于风速较小且不特别剧烈，转速上升不明显，甚至在仿真时间段内无法触发过速故障，无法仿真此类型风况的过速工况。解决办法一般为增加仿真时间，但仍有概率无法触发，造成仿真资源的浪费。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种风力发电机组超速仿真方法及系统，替代现有技术方案中仅仅依靠提升变桨控制参考转速的方法，从而更有针对性的解决传统方式中不能完全触发过速故障停机的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术第一个目的是提供一种风力发电机组超速仿真方法，包括：
[0008]获取当前时刻风力发电机组的测量信号；
[0009]比较当前时刻风力发电机组的测量信号与预设风速阈值；若当前时刻风力发电机组的测量信号大于预设风速阈值，持续检测将来t时间内的风力发电机组的测量信号，计算得到t时间内的测量信号波动值；
[0010]比较t时间内的测量信号波动值与预设波动阈值；通过比较结果触发过速故障以动态模拟仿真风力发电机组超速。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述测量信号包括风速、风向仪检测风向、发电机功率、变桨角度或变桨速率。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述计算得到t时间内的测量信号波动值TI，包括：
[0013]计算t时间内检测的风速仪任一测量信号的平均值Vmean和标准差Vst；将平均值Vmean除以标准差Vst计算得到t时间内的测量信号波动值TI。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述比较当前时刻风力发电机组的测量信号与预设风速阈值还包括：
[0015]若当前时刻风力发电机组的测量信号V1小于预设阈值Vthreshold，则控制结束。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述通过比较结果触发过速故障以动态模拟仿真风力发电机组超速，包括：
[0017]若t时间内的测量信号波动值TI大于预设波动阈值TIthreshold，获取转矩转速控制回路转矩指令torque_demand，获取仿真过速转矩变化率overspeed_torquelimit，取仿真步长时间常数time；将转矩转速控制回路转矩指令更新为torque_newdemand＝torque_demand
‑
overspeed_torquelimit*time；直至过速停机；
[0018]若t时间内的测量信号波动值TI小于预设波动阈值TIthreshold，获取变桨转速控制回路转速设定点omega_setpoint；获取仿真过速转速变化率overspeed_omegalimit，取仿真步长时间常数time；变桨转速控制回路转速设定点更新为omega_newsetpoint＝omega_setpoint+overspeed_omegalimit*time；直至过速停机。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述直至过速停机，包括：
[0020]获取过速阈值overspeedlimit_new，直到发电机转速超过过速阈值overspeedlimit_new进行停机保护。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述过速阈值overspeedlimit_new为固定过速阈值或动态设定过速阈值；
[0022]所述停机保护为控制器给出的停机变桨角度进行停机保护或通过安全链强制风电机组进行停机保护。
[0023]本专利技术第二个目的是提供一种风力发电机组超速仿真系统，包括：
[0024]获取模块，用于获取当前时刻风力发电机组的测量信号；
[0025]比较计算模块，用于比较当前时刻风力发电机组的测量信号与预设风速阈值；若当前时刻风力发电机组的测量信号大于预设风速阈值，持续检测将来t时间内的风力发电机组的测量信号，计算得到t时间内的测量信号波动值；
[0026]比较触发模块，用于比较t时间内的测量信号波动值与预设波动阈值；通过比较结果触发过速故障以动态模拟仿真风力发电机组超速。
[0027]本专利技术第三个目的是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述风力发电机组超速仿真方法的步骤。
[0028]本专利技术第四个目的是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述风力发电机组超速仿真方法的步骤。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0030]本专利技术采用风速变化趋势作为控制输入，且通过判断其与阈值的关系来判断如何触发过速故障。引入降低发电机转矩，气动转矩大于电磁转矩，造成发电机过速。通过风速波动情况判断，兼容不同仿真过速方式，可大幅提升过速工况仿真效率。通过设置不同的风
速波动情况判断阈值，保证一次性完成过速工况仿真。通过过速仿真方式，降低发电机转矩，气动转矩大于电磁转矩，造成发电机过速。并引入风速波动情况作为判断条件，在不同风况下均能造成过速工况，从而提高仿真效率。本专利技术能够减少由于小湍流小风速风况引起的不能完全造成过速故障，无法完成过速工况仿真的问题。
附图说明
[0031]图1为本专利技术给出一种风力发电机组超速仿真方法流程图；
[0032]图2为本专利技术实施例给出的风力发电机组超速仿真方法流程图；
[0033]图3为本专利技术提供的一种风力发电机组超速仿真系统；
[0034]图4为本专利技术提供的一种电子设备示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组超速仿真方法，其特征在于，包括：获取当前时刻风力发电机组的测量信号；比较当前时刻风力发电机组的测量信号与预设风速阈值；若当前时刻风力发电机组的测量信号大于预设风速阈值，持续检测将来t时间内的测量信号，计算得到t时间内的测量信号波动值；比较t时间内的测量信号波动值与预设波动阈值；通过比较结果触发过速故障以动态模拟仿真风力发电机组超速。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组超速仿真方法，其特征在于，所述测量信号包括风速、风向仪检测风向、发电机功率、变桨角度或变桨速率。3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组超速仿真方法，其特征在于，所述计算得到t时间内的测量信号波动值，包括：计算t时间内检测的风速仪任一测量信号的平均值Vmean和标准差Vst；将平均值Vmean除以标准差Vst计算得到t时间内的测量信号波动值TI。4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组超速仿真方法，其特征在于，所述比较当前时刻风力发电机组的测量信号与预设风速阈值还包括：若当前时刻风力发电机组的测量信号小于预设阈值，则控制结束。5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组超速仿真方法，其特征在于，所述通过比较结果触发过速故障以动态模拟仿真风力发电机组超速，包括：若t时间内的测量信号波动值TI大于预设波动阈值TIthreshold，获取转矩转速控制回路转矩指令torque_demand，获取仿真过速转矩变化率overspeed_torquelimit，取仿真步长时间常数time；将转矩转速控制回路转矩指令更新为torque_newdemand＝torque_demand
‑
overspeed_torquelimit*time；直至过速停机；若t时间内的测量信号波动值TI小于预设波动阈值TIthreshold，获取变桨转速控制回路转速设定点omega_set...

【专利技术属性】
技术研发人员：金强，蔡安民，焦冲，张俊杰，蔺雪峰，刘军利，宋涛，孙艳庆，安美玲，黄朝鹏，李嘉康，
申请(专利权)人：华能陕西子长发电有限公司，
类型：发明
国别省市：