[實用新型]一種風電機組的最優增益在線自校正裝置

有效

• 申請號: 201220426805.9
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN202811198U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 張會廣;汪正軍;王建明;紀國瑞;潘磊
• 申請（專利權）人: 國電聯合動力技術有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，特別是涉及一種風電機組的最優增益在線自校正裝置。

背景技術

近年來隨著風力發電不斷地發展，風電場裝機容量逐年上升，風力發電所占的比例越來越大，已逐漸成為了一種常規能源。隨著風電機組裝機容量的不斷提高，行業對風電機組的性能要求也越來越高。在風電機組功率滿發轉速以下的轉速轉矩控制策略中，涉及一個跟蹤最大風能利用捕獲的增益值，該增益值與實際風能資源情況越吻合，風電機組的控制策略就能更加準確的捕獲風能，提高風電機組的發電量。如果該增益值與實際發生了偏離，則會影響控制策略的效果，影響風電機組捕獲風能，從而影響風電機組發電量。在與該增益值密切相關的參數中，有的與風電機組自身的特性密切相關，比如葉尖速比和風能利用系數等，也有與風資源密切相關的參數，如空氣密度等。葉尖速比和風能利用系數等參數隨著風電機組設計的完成而固定，難以進行設計和控制上的修改，而空氣密度隨著風電場地理位置的不同而各有區別。

現在的控制策略中，往往采用年平均空氣密度，或者采取年平均氣溫經過計算得到年平均空氣密度，然后利用這個年平均空氣密度計算轉速轉矩控制策略中的增益值。由于空氣密度受季節和溫度影響較大，顯然用這種方法計算出來的增益值總是與實際值有較大的偏差。然而，在目前的控制策略中，增益值往往是在初始化時設定了一個固定的值，而不能根據實際環境進行在線的校正。因此，為了提高風電機組對風能的捕獲能力，提高風電機組在同等風資源情況發現的發電量，同時提升風電機組穩定運行的性能，需要根據實際環境以及風電機組的實際運行情況，在線的對轉速轉矩控制策略的最優增益值進行校正，實時對風電機組進行在線優化，以提高風電機組的運行性能。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種風電機組轉速轉矩控制策略的最優增益在線自校正裝置，使其可采集風電機組運行狀態，分析機組運行狀態對理論控制策略曲線的跟蹤誤差，實現對最優增益的在線校正，從而提高風電機組的運行性能。

為解決上述問題，本實用新型一種風電機組轉速轉矩控制策略的最優增益在線自校正裝置，主要由通過電路連接的溫度傳感器、溫度處理電路、主控PLC以及內置有溫度計算模塊、數據采集模塊、誤差分析模塊、增益校正模塊、增益修正模塊和增益限值模塊的自校正系統組成。

作為進一步地改進，所述的溫度處理電路包括采集電路和濾波電路。

采用以上設計后，本實用新型具有以下有益效果：

1、解決了風電機組在功率滿發轉速以下轉速轉矩控制策略中最優增益值無法在線自校正的問題。

2、最優增益值根據實測數據進行誤差分析，然后對最優增益進行校正，減小了最優增益值與實際值的誤差，提高了風電機組捕獲風能的能力。

3、采用實時溫度計算出的實時最優增益值作為參考對其進行修正，有利于提高風電機組運行的穩定性。

4、采用當地極端氣溫計算出的最優增益極大值和極小值作為限值，有利于進一步保證風電機組的運行穩定性。

5、本實用新型實現較為容易，且成本較低，利于推廣。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是轉速-轉矩主控策略示意圖。

圖2是本實用新型風電機組轉速轉矩控制策略的最優增益值自校正裝置結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，圖中BC段為風電機組在功率并網轉速和功率滿發轉速之間的控制策略，也是最優增益值K_opt所作用的轉矩區域。

請配合參閱圖2所示，風電機組控制策略的最優增益在線自校正裝置包括通過電路連接的溫度傳感器、溫度處理電路、主控PLC及本實用新型的風電機組轉速轉矩控制策略的最優增益在線自校正系統（增益校正PLC）。

其中，溫度處理電路包括采集電路和濾波電路，校正PLC系統得到的最優增益值通過網絡通訊傳回主控PLC，參與風電機組主控策略，形成閉環控制。校正PLC系統包括數據計算模塊、數據采集模塊、誤差分析模塊、增益校正模塊、增益修正模塊、增益限值模塊。上述各模塊的功能如下：

溫度計算模塊，用于采集并計算風電機組外圍環境實時溫度；

數據采集模塊通過網絡通訊采集風電機組運行數據，主要包括發電機轉速和發電機轉矩數據，用于后續環節分析；