【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电机组降载控制的，尤其是指一种风电机组叶根降载控制方法及系统。
技术介绍
1、随着风力发电机组单机容量的不断增大，机组叶轮长度、重量和扫风面积也不断增大，控制机组的极限载荷限制了机组大型化的发展，也考验着机组的安全性和经济性。
2、极端风剪切工况是一种极端工况，表征在基础垂直风剪切基础上叠加极端风剪切，叠加形式有水平风剪切和垂直风剪切。风力发电机组运行于额定段时，遭遇这种工况时叶根载荷激增，如果超出了叶片的承受能力，会造成叶片折断等不良后果。
3、目前，针对极端风剪切下的叶根载荷控制方法比较少见。常规测风装置波动大且不可靠，激光雷达测风难以识别水平风剪切，且激光雷达系统成本高昂。因此，亟需一种低成本高效的针对极端风剪切工况的叶根载荷控制手段。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种风电机组叶根降载控制方法及系统，解决风电机组运行于额定段，特别是遭遇极端风剪切工况时叶根载荷过大的问题，通过配置叶根载荷传感器，对测量载荷进行数据处理分析，施加额外的收桨指令，从而降低机组的叶根载荷，提升风力发电机组的安全性，降低风力发电机组的制造成本。
2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种风电机组叶根降载控制方法，该方法是通过在风电机组各叶根处配置载荷传感器，获取风电机组各叶根的摆振和挥舞方向的载荷，对测量载荷进行数据处理分析，将测量的载荷标定转为根坐标系下的叶根载荷，然后经过坐标转换为旋转轮毂坐标系下的叶根载荷
3、进一步，该方法包括以下步骤：
4、s1、配置叶根载荷传感器系统；
5、s2、根据叶根载荷传感器系统以及风电机组内置的测量系统，采集风电机组叶根载荷标定以及风电机组的其它变量值；
6、s3、对风电机组叶根载荷标定进行坐标系变换的处理，对风电机组的其它变量值进行滤波处理；
7、s4、读取经处理后的风电机组叶根载荷及风电机组的其它变量值；
8、s5、根据步骤s4读取的风电机组叶根载荷及风电机组的其它变量值，判断风电机组是否处于正常发电模式，若判断风电机组处于正常发电模式，执行步骤s6，若判断风电机组不处于正常发电模式，则返回步骤s4；
9、s6、根据步骤s4读取的风电机组叶根载荷及风电机组的其它变量值，判断叶根载荷控制标志位是否设为true，若叶根载荷控制标志位为true，执行步骤s7，若叶根载荷控制标志位不为true，则返回步骤s4；
10、s7、对风电机组的每个桨叶叠加额外的收桨指令δθ，同时设定一个计时器1开始计时，执行步骤s8；
11、s8、根据步骤s4读取的风电机组叶根载荷及风电机组的其它变量值，判断叶根载荷控制标志位是否设为false，若叶根载荷控制标志位为false，则同时将计时器1归零，完成降低风电机组的叶根载荷，若叶根载荷控制标志位不为false，则返回步骤s4。
12、进一步，所述步骤s1包括以下步骤：
13、在风电机组的各叶根截面的摆振和挥舞方向设置载荷传感器，组成叶根载荷传感器系统，以获取叶根mx和my载荷标定。
14、进一步，所述步骤s2包括以下步骤：
15、根据叶根载荷传感器系统以及风电机组内置的测量系统，采集风电机组叶根mx和my载荷标定以及风电机组的风速、转速、桨距角值；其中，所述风电机组内置的测量系统包括风速仪、桨距角测量仪器、转速滑环传感器以及存储控制模块单元。
16、进一步，在步骤s3中，所述对风电机组的其它变量值进行滤波处理，包括以下步骤：
17、对采集风电机组的风速、转速、桨距角值进行滤波处理，将滤波处理后的各变量值发送给风电机组的存储控制模块单元；其中，风速滤波器为滑动平均滤波器、转速滤波器为二阶低通滤波器以及桨距角滤波器为二阶陷波滤波器。
18、进一步，在步骤s3中，所述对风电机组叶根载荷标定进行坐标系变换的处理，包括以下步骤：
19、将根坐标系下的叶根mx和my载荷转换为旋转轮毂坐标系下的叶根mx和my载荷，公式如下：
20、mxrhubbladeroot＝mxrootbladeroot·cosθ+myrootbladeroot·sinθ
21、myrhubbladeroot＝mxrootbladeroot·sinθ+myrootbladeroot·cosθ；
22、其中，mxrhubbladeroot、myrhubbladeroot为旋转轮毂坐标系下的叶根mx、my载荷，mxrootbladeroot、myrootbladeroot分别为叶根坐标系下的叶根mx、my载荷，θ为叶片桨距角；
23、最后，将旋转轮毂坐标系下的叶根mx和my载荷转换为合弯矩mxy，并进行滤波。
24、进一步，所述步骤s5包括以下步骤：
25、判断是否同时满足测量的桨距角大于预设的桨距角阈值θ0、滤波后的风速大于预设的风速阈值w0以及测量的转速超过额定转速ω0，若满足，判断风电机组处于正常发电模式，执行步骤s6，若不满足，则返回步骤s4。
26、进一步，所述步骤s6包括以下步骤：
27、判断是否同时满足合弯矩mxy的最大值大于预设的阈值s1、my载荷的最大偏差值大于预设的偏差阈值s2以及合弯矩mxy的微分值在时间t0内持续大于预设的微分阈值s3，若满足，则将叶根载荷控制标志位为true，执行步骤s7，若不满足，则返回步骤s4。
28、进一步，所述步骤s8包括以下步骤：
29、判断合弯矩mxy的最大值小于预设的阈值s1或计时器1超过给定时间，若满足，则将叶根载荷控制标志位为false，同时将计时器1归零，完成降低风电机组的叶根载荷，若不满足，则返回步骤s4。
30、一种风电机组叶根降载控制系统，用于实现上述风电机组叶根降载控制方法，该系统包括叶根载荷传感器系统、风速仪、桨距角测量仪器、转速滑环传感器以及可编程的存储控制模块单元，其中，所述风速仪、桨距角测量仪器、转速滑环传感器以及可编程的存储控制模块单元均内置于风电机组，所述叶根载荷传感器系统包括多个在风电机组的各叶根截面的摆振和挥舞方向设置的载荷传感器。
31、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
32、本专利技术只需要额外装置一套载荷传感器系统，成本低廉；同时所使用的判断算法简单直接、高效，能够有效控制风电机组极限载荷，尤其是极端风剪切下的叶根极限载荷，提升机组安全性，并可降低机组设计成本。
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1.一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于：该方法是通过在风电机组各叶根处配置载荷传感器，获取风电机组各叶根的摆振和挥舞方向的载荷，对测量载荷进行数据处理分析，将测量的载荷标定转为根坐标系下的叶根载荷，然后经过坐标转换为旋转轮毂坐标系下的叶根载荷，将得到的叶根载荷经过预设的逻辑判断来执行控制动作，即施加额外的非线性收桨指令，从而降低风电机组的叶根载荷。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，在步骤S3中，所述对风电机组的其它变量值进行滤波处理，包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，在步骤S3中，所述对风电机组叶根载荷标定进行坐标系变换的处理，包括以下步骤：
7.根据权利要
8.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，所述步骤S6包括以下步骤：
9.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，所述步骤S8包括以下步骤：
10.一种风电机组叶根降载控制系统，其特征在于，用于实现权利要求1-9任意一项所述风电机组叶根降载控制方法，该系统包括叶根载荷传感器系统、风速仪、桨距角测量仪器、转速滑环传感器以及可编程的存储控制模块单元，其中，所述风速仪、桨距角测量仪器、转速滑环传感器以及可编程的存储控制模块单元均内置于风电机组，所述叶根载荷传感器系统包括多个在风电机组的各叶根截面的摆振和挥舞方向设置的载荷传感器。
...【技术特征摘要】
1.一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于：该方法是通过在风电机组各叶根处配置载荷传感器，获取风电机组各叶根的摆振和挥舞方向的载荷，对测量载荷进行数据处理分析，将测量的载荷标定转为根坐标系下的叶根载荷，然后经过坐标转换为旋转轮毂坐标系下的叶根载荷，将得到的叶根载荷经过预设的逻辑判断来执行控制动作，即施加额外的非线性收桨指令，从而降低风电机组的叶根载荷。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的一种风电机组叶根降载控制方法，其特征在于，在步骤s3中，所述对风电机组的其它变量值进行滤波处理，包括以下步骤：
6.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晶晶，陈天宇，赵晓峻，邹荔兵，黄硕，王佑，欧柳利，陈思范，
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：
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