一种风力发电机组主控系统双模控制方法技术方案

本发明专利技术涉及风力发电机组主控系统控制技术领域，特别是涉及一种风力发电机组主控系统双模控制方法，包括将风力发电机组双模运行转速区间划分为全功率模式发电运行转速区间、双馈模式发电运行转速区间以及模式切换过渡转速区间；模式切换过渡转速区间包含风力发电机组塔架共振转速区间；将风力发电机组主控系统双模控制划分为全功率模式发电控制、双馈模式发电控制、全功率模式切双馈模式控制以及双馈模式切全功率模式控制；全功率模式切双馈模式控制和双馈模式切全功率模式控制均在0kW功率下控制风力发电机组转速快速穿过模式切换过渡转速区间。通过本控制方法，可避免在风力发电机组塔架共振转速区间长时间运行导致塔架振动超限和疲劳破坏。振动超限和疲劳破坏。振动超限和疲劳破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组主控系统双模控制方法


[0001]本专利技术涉及风力发电机组主控系统控制
，特别是涉及一种风力发电机组主控系统双模控制方法。

技术介绍

[0002]为提升双馈风力发电机组的发电量，双馈风力发电机组双模改造技术近年来逐渐得到了应用，对双馈风力发电机组变流器、主控系统进行双模改造，使双馈风力发电机组具备全功率模式和双馈模式两种发电模式。例如现有技术中，提出的公开号为CN104269884A，公开日为2015年01月07日的中国专利技术专利文件。
[0003]全功率模式在小风工况下的发电效率更高，可运行在更低的转速，能提高风力发电机组可运行时间，提升风力发电机组的发电量。目前，对双馈风力发电机组进行双模改造后，主控系统会将风力发电机组的下限运行转速设置降低，使运行转速范围涵盖或进入风力发电机组塔架共振转速区间，风力发电机组长时间在塔架共振转速区间发电运行，很容易引起塔架振动超限，造成塔架疲劳破坏。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种风力发电机组主控系统双模控制方法，该方法避免风力发电机组在塔架共振转速区间发电运行，并在模式切换控制时控制风力发电机组快速穿过塔架共振转速区间，可避免风力发电机组塔架振动超限和疲劳破坏。
[0005]本专利技术是通过采用下述技术方案实现的：
[0006]一种风力发电机组主控系统双模控制方法，其特征在于：包括：
[0007]划分风力发电机组双模运行转速区间：将风力发电机组双模运行转速区间划分为三个区间：全功率模式发电运行转速区间、双馈模式发电运行转速区间以及模式切换过渡转速区间；所述模式切换过渡转速区间包含风力发电机组塔架共振转速区间；
[0008]划分风力发电机组主控系统双模控制功能块：将风力发电机组主控系统双模控制划分为四个控制功能块：全功率模式发电控制、双馈模式发电控制、全功率模式切双馈模式控制以及双馈模式切全功率模式控制；在满足全功率模式发电控制和双馈模式发电控制之间的切换条件时，对应通过全功率模式切双馈模式控制或双馈模式切全功率模式控制将风力发电机组功率降低至0kW，在0kW功率状态下，将风力发电机组的控制目标转速值提高到双馈模式并网转速或降低到全功率模式并网转速，控制风力发电机组转速提升或降低并穿过模式切换过渡转速区间，实现全功率模式发电控制和双馈模式发电控制之间的切换。
[0009]全功率模式发电运行转速区间下限值GenSpd_1>风力发电机组变流器全功率模式运行转速下限值ConvSpd_1，全功率模式发电运行转速区间上限值GenSpd_2<塔架共振转速区间下限值TowerResonantSpd_Low，全功率模式发电运行转速区间和风力发电机组塔架共振转速区间无交集。
[0010]所述双馈模式发电运行转速区间下限值GenSpd_3>风力发电机组变流器双馈模式
运行转速下限值ConvSpd_2，且下限值GenSpd_3>塔架共振转速区间上限值TowerResonantSpd_High，双馈模式发电运行转速区间上限值GenSpd_4＝风力发电机组额定转速GenSpdRated，双馈模式发电运行转速区间和风力发电机组塔架共振转速区间无交集。
[0011]模式切换过渡转速区间下限值GenSpd_5＝全功率模式发电运行转速区间上限值GenSpd_2，模式切换过渡转速区间上限值GenSpd_6＝双馈模式发电运行转速区间下限值GenSpd_3。
[0012]所述全功率模式发电控制具体包括：将风力发电机组控制在全功率模式发电运行转速区间内运行发电；双馈模式发电控制具体包括：将风力发电机组控制在双馈模式发电运行转速区间内运行发电。
[0013]所述全功率模式切双馈模式控制具体包括以下步骤：
[0014]a.全功率模式发电控制状态下快速控制风力发电机组功率降低至0kW；
[0015]b.风力发电机组功率降低至0kW后，将风力发电机组的控制目标转速值快速提高到双馈模式并网转速GenConnectSpd_1，在0kW功率状态下控制风力发电机组转速快速提升穿过模式切换过渡转速区间，进入双馈模式发电运行转速区间；
[0016]c.风力发电机组转速进入双馈模式发电运行转速区间后，控制将风力发电机组变流器切换到双馈模式；
[0017]d.主控系统切换到双馈模式发电控制。
[0018]所述双馈模式切全功率模式控制具体包括以下步骤：
[0019]a.双馈模式发电控制状态下快速控制风力发电机组功率降低至0kW；
[0020]b.功率降低到0kW后，控制将风力发电机组变流器切换到全功率模式；
[0021]c.在0kW功率状态下，将风力发电机组的控制目标转速值快速降低到全功率模式并网转速GenConnectSpd_2，控制风力发电机组转速快速降低穿过模式切换过渡转速区间，进入全功率模式发电运行转速区间；
[0022]d.风力发电机组转速进入全功率模式发电运行转速区间后，主控系统切换到全功率模式发电控制。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现在：
[0024]1、本专利技术中，由于风力发电机组在塔架共振转速区发电容易激发振动，全功率模式切双馈模式控制和双馈模式切全功率模式控制均在0kW功率下控制风力发电机组转速快速穿过模式切换过渡转速区间，可将扭矩控制这个激振源的激振力降低到最小，可避免穿过模式切换过渡转速区间时塔架振动超限。由于模式切换过渡转速区间包含了风力发电机组塔架共振转速区间，快速穿过模式切换过渡转速区间也就快速穿过了风力发电机组塔架共振转速区间，可避免在风力发电机组塔架共振转速区间长时间运行导致塔架振动超限和疲劳破坏。
[0025]2、本专利技术将风力发电机组双模运行转速区间划分为：全功率模式发电运行转速区间、双馈模式发电运行转速区间和模式切换过渡转速区间。执行全功率模式发电控制和双馈模式发电控制时，将风力发电机组转速控制在各自对应且与风力发电机组塔架共振转速区间无交集的发电运行转速区间运行发电，执行全功率模式切双馈模式控制和双馈模式切全功率模式控制时，控制风力发电机组转速快速穿过塔架共振转速区间，可避免风力发电
机组塔架振动超限和疲劳破坏。
附图说明
[0026]下面将结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，其中：
[0027]图1为本专利技术中风力发电机组双模运行转速区间的划分示意图；
[0028]图2为本专利技术中全功率模式发电控制流程图；
[0029]图3为本专利技术中双馈模式发电控制流程图；
[0030]图4为本专利技术中全功率模式切双馈模式控制流程图；
[0031]图5为本专利技术中双馈模式切全功率模式控制流程图。
具体实施方式
[0032]实施例1
[0033]作为本专利技术基本实施方式，本专利技术包括一种风力发电机组主控系统双模控制方法，包括划分风力发电机组双模运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组主控系统双模控制方法，其特征在于：包括：划分风力发电机组双模运行转速区间：将风力发电机组双模运行转速区间划分为三个区间：全功率模式发电运行转速区间、双馈模式发电运行转速区间以及模式切换过渡转速区间；所述模式切换过渡转速区间包含风力发电机组塔架共振转速区间；划分风力发电机组主控系统双模控制功能块：将风力发电机组主控系统双模控制划分为四个控制功能块：全功率模式发电控制、双馈模式发电控制、全功率模式切双馈模式控制以及双馈模式切全功率模式控制；在满足全功率模式发电控制和双馈模式发电控制之间的切换条件时，对应通过全功率模式切双馈模式控制或双馈模式切全功率模式控制将风力发电机组功率降低至0kW，在0kW功率状态下，将风力发电机组的控制目标转速值提高到双馈模式并网转速或降低到全功率模式并网转速，控制风力发电机组转速提升或降低并穿过模式切换过渡转速区间，实现全功率模式发电控制和双馈模式发电控制之间的切换。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组主控系统双模控制方法，其特征在于：全功率模式发电运行转速区间下限值GenSpd_1>风力发电机组变流器全功率模式运行转速下限值ConvSpd_1，全功率模式发电运行转速区间上限值GenSpd_2<塔架共振转速区间下限值TowerResonantSpd_Low，全功率模式发电运行转速区间和风力发电机组塔架共振转速区间无交集。3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组主控系统双模控制方法，其特征在于：所述双馈模式发电运行转速区间下限值GenSpd_3>风力发电机组变流器双馈模式运行转速下限值ConvSpd_2，且下限值GenSpd_3>塔架共振转速区间上限值TowerResonantSpd_High，双馈模式发电运行转速区间上限值GenSpd_4＝风力发电机组额定转速GenSpdRated，双馈模式发电运行转速区间和风力发...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，李华银，李盛儒，孟广松，邓小明，唐春鸣，刘利文，崔倩，
申请(专利权)人：东方电气自动控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：