[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其變槳控制方法、變槳控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009128.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN102562450A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁艷;孫啟濤;柯國(guó)勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三一電氣有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00;F03D9/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制方法和變槳控制系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述變槳控制系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車；風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片迎風(fēng)掃掠面積內(nèi)截獲的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的過程。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)的目標(biāo)是在保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的條件下從風(fēng)能中獲得最大的發(fā)電量。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到額定階段以后，通常會(huì)通過控制槳距角來減少對(duì)風(fēng)能的吸收，同時(shí)調(diào)整風(fēng)輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，因此變槳控制系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過程中至關(guān)重要。

請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制方法的流程框圖。

如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制方法主要包括如下步驟：

S1′：實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源參數(shù)，并獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自身參數(shù)；

S2′：獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速；

S3′：根據(jù)風(fēng)資源參數(shù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自身參數(shù)和當(dāng)前轉(zhuǎn)速計(jì)算當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)需要的穩(wěn)定槳距角，并將當(dāng)前槳距角調(diào)整為該穩(wěn)定槳距角。

采用這種變槳控制方法，通過對(duì)風(fēng)資源參數(shù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳距角的實(shí)時(shí)計(jì)算、調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的槳距角隨現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速的而實(shí)時(shí)調(diào)整，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲得的發(fā)電量較多，其工作效率較高。

然而，由于上述變槳控制方法通過獲取風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源參數(shù)-輪轂的當(dāng)前轉(zhuǎn)速-槳距角這一過程進(jìn)行變槳控制，控制過程中需要一定的分析、運(yùn)算時(shí)間，而現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速及其氣動(dòng)性具有極大的不確定性，因此，這種變槳控制方法相對(duì)于風(fēng)速來說具有一定的滯后性，導(dǎo)致風(fēng)速對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片造成較大的載荷沖擊，且造成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作效率較低。

有鑒于此，亟待針對(duì)上述技術(shù)問題，針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，加快變槳控制過程，減少風(fēng)速對(duì)葉片的沖擊，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制方法和變槳控制系統(tǒng)，使其加快變槳控制過程，減少風(fēng)速對(duì)葉片造成的載荷沖擊，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明還提供一種包括上述變槳控制系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制方法，包括如下步驟：

1)獲取安裝所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源參數(shù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)預(yù)定時(shí)間段的已知風(fēng)速，并獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自身參數(shù)；

2)根據(jù)所述已知風(fēng)速、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自身參數(shù)確定當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)的風(fēng)速和槳距角的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)；

3)實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速或者未來時(shí)段的風(fēng)速；

4)查詢所述風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)中所述當(dāng)前風(fēng)速或者所述未來時(shí)段的風(fēng)速對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定槳距角；并輸出變槳指令，調(diào)整當(dāng)前槳距角至所述對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定槳距角。

優(yōu)選地，還包括：

將變槳控制過程中的獲取的當(dāng)前風(fēng)速及其對(duì)應(yīng)的槳距角，或者獲取的未來時(shí)段的風(fēng)速及其對(duì)應(yīng)的槳距角輸入所述風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)中，更新所述風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，建立所述數(shù)據(jù)庫(kù)后，還包括：剔除所述風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)中明顯不符合正確對(duì)應(yīng)關(guān)系的不良數(shù)據(jù)，對(duì)所述不良數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并加入修正后的正確數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，通過判斷所述風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)中一組數(shù)據(jù)中的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩大小與其對(duì)應(yīng)的風(fēng)速大小是否符合正確對(duì)應(yīng)關(guān)系來確定該組數(shù)據(jù)是否為不良數(shù)據(jù)。

采用這種方法，僅將測(cè)得的當(dāng)前風(fēng)速輸入，在已知的風(fēng)速-槳距角數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)、查詢，就能迅速找到對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定槳距角，再將當(dāng)前槳距角調(diào)整至該穩(wěn)定槳距角，能夠迅速將風(fēng)力發(fā)電機(jī)調(diào)整到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。相比現(xiàn)有技術(shù)中的根據(jù)當(dāng)前風(fēng)資源參數(shù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自身參數(shù)計(jì)算獲得穩(wěn)定槳距角的控制過程，本發(fā)明所提供的變槳控制方法只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的查詢動(dòng)作即可獲得穩(wěn)定槳距角，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中的變槳控制方法由于其滯后性導(dǎo)致風(fēng)速給風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片帶來載荷沖擊，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的使用壽命，增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作穩(wěn)定性。

本發(fā)明還提供一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制系統(tǒng)，包括檢測(cè)裝置和控制器；所述檢測(cè)裝置包括：

評(píng)估模塊，用于獲取安裝所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)資源參數(shù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)預(yù)定時(shí)間段的已知風(fēng)速，并獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自身參數(shù)；

采集模塊，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前風(fēng)速或者未來時(shí)段的風(fēng)速；

所述控制器包括：