[發(fā)明專利]延長特定風(fēng)場風(fēng)機(jī)工作時(shí)間的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410582209.3
• 申請(qǐng)日: 2014-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN104537200A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧曉光;岳紅軒;吳鵬;許明;劉偉鵬;桂黃宇;張延輝;陳娜娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許繼集團(tuán)有限公司;許昌許繼風(fēng)電科技有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種延長特定風(fēng)場風(fēng)機(jī)工作時(shí)間的方法。

背景技術(shù)

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷多年的發(fā)展，目前中國優(yōu)質(zhì)風(fēng)場已所剩無幾，風(fēng)電企業(yè)已經(jīng)向平均風(fēng)速較低的3類風(fēng)場甚至更低平均風(fēng)速風(fēng)場開拓市場。但不同3類風(fēng)場的風(fēng)特性會(huì)存在較大的差異，如山地和丘陵地帶風(fēng)場，平均風(fēng)速、斜流及湍流就有很大差異，整機(jī)廠商不可能針對(duì)特定風(fēng)場研發(fā)不同匹配機(jī)型。新機(jī)型研發(fā)周期較長，研發(fā)費(fèi)用較高，匹配機(jī)型不能很快推向市場，導(dǎo)致拿不到訂單是其中的主要原因。加之單個(gè)規(guī)模較小，研發(fā)與特定風(fēng)場相匹配的機(jī)型難以收回成本。故此，在安裝現(xiàn)有機(jī)型的風(fēng)機(jī)是解決這一矛盾的主要做法。

目前方法存在的問題及缺點(diǎn)：

1特定風(fēng)場安裝現(xiàn)有通用機(jī)型的風(fēng)機(jī)，因設(shè)計(jì)抗疲勞載荷能力較高，在20年生命周期內(nèi)，疲勞損傷距離報(bào)廢程度會(huì)有較大余量，造成設(shè)計(jì)浪費(fèi)。

2現(xiàn)有通用機(jī)型的風(fēng)機(jī)，為減小疲勞載荷并保證極限載荷不超標(biāo)，設(shè)計(jì)切出風(fēng)速一般較低，當(dāng)安裝在特定風(fēng)場后，正常發(fā)電時(shí)間相對(duì)于通用機(jī)型設(shè)計(jì)工作情況會(huì)顯著縮小。這樣的運(yùn)行狀況進(jìn)一步降低了其疲勞損傷，造成整個(gè)生命周期的設(shè)計(jì)浪費(fèi)。

目前在特定風(fēng)場安裝通用機(jī)型風(fēng)機(jī)基本不做任何改進(jìn)，風(fēng)機(jī)能夠正常工作，但風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)壽命浪費(fèi)嚴(yán)重。部分風(fēng)機(jī)制造商推出低風(fēng)速風(fēng)場風(fēng)機(jī)機(jī)型，以增加葉片長度為特點(diǎn)，以適應(yīng)當(dāng)前低風(fēng)速等級(jí)風(fēng)場。但研發(fā)成本和增加葉片長度成本較貴，且試運(yùn)行周期長，整機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行需要時(shí)間，市場容易被占領(lǐng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種延長特定風(fēng)場風(fēng)機(jī)工作時(shí)間的方法，用以解決在特定風(fēng)場使用通用機(jī)型風(fēng)機(jī)無法充分發(fā)揮風(fēng)機(jī)作用的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

一種延長特定風(fēng)場風(fēng)機(jī)工作時(shí)間的方法，步驟如下：

1)擴(kuò)大風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)速運(yùn)行區(qū)間；

2)計(jì)算擴(kuò)大風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)速運(yùn)行區(qū)間的極限載荷，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)超出相關(guān)部件極限載荷設(shè)計(jì)要求情況作出針對(duì)性處理；然后再次進(jìn)行極限載荷計(jì)算和處理，直到極限載荷計(jì)算不超標(biāo)；

3)根據(jù)應(yīng)用風(fēng)場風(fēng)速分別，編制疲勞載荷工況，進(jìn)行疲勞載荷計(jì)算；根據(jù)疲勞載荷計(jì)算結(jié)果對(duì)風(fēng)速運(yùn)行區(qū)間進(jìn)行調(diào)整。

步驟1)中，通過增加風(fēng)機(jī)切出風(fēng)速來擴(kuò)大風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)速運(yùn)行區(qū)間。

步驟2)中，相關(guān)部件的極限載荷計(jì)算至少包括以下一種或幾種：塔架振動(dòng)、葉片載荷及輪轂、過功率及過速；

若塔架振動(dòng)超標(biāo)，則應(yīng)用特定情況算法，在振動(dòng)峰值達(dá)到確定的限值后，使能振動(dòng)加阻算法、振動(dòng)峰值消減算法中的一個(gè)或同時(shí)使能，以減緩振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)值回到合理區(qū)間一定時(shí)間，退出算法使能；

若葉片載荷及輪轂超標(biāo)，則通過在高風(fēng)速段使能獨(dú)立變槳算法、提高變槳功率容差算法及有限降功率運(yùn)行等手段中的一種或幾種可使相關(guān)載荷降到設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)；

若過功率或過速，則應(yīng)用過功率或過速控制方法。

步驟3)中，依據(jù)風(fēng)場風(fēng)速統(tǒng)計(jì)量分部及其湍流特性，編制與之相適用的疲勞載荷計(jì)算工況分布時(shí)間進(jìn)行疲勞載荷計(jì)算。

本發(fā)明是一種延長低平均風(fēng)速風(fēng)場風(fēng)機(jī)(較高風(fēng)速等級(jí)風(fēng)場相匹配的風(fēng)機(jī)機(jī)型)工作時(shí)間的實(shí)現(xiàn)措施及評(píng)估方法。本發(fā)明提供方法不需新機(jī)型研發(fā)相關(guān)過程，從控制方面進(jìn)行改進(jìn)，從載荷評(píng)估方法上做可行性及安全性保證。改進(jìn)周期短，所需費(fèi)用可以忽略不計(jì)。本發(fā)明利用現(xiàn)有型號(hào)的風(fēng)機(jī)，通過控制方法的改進(jìn)來尋找與特定風(fēng)速等級(jí)風(fēng)場的最優(yōu)匹配，在不增加新機(jī)型的研發(fā)成本及制造成本的情況下尋求發(fā)電量提高，及機(jī)型性能發(fā)揮的最大化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明主要通過風(fēng)機(jī)控制策略的局部微調(diào)來適應(yīng)較寬的風(fēng)速運(yùn)行區(qū)間，通過極限載荷計(jì)算評(píng)估風(fēng)機(jī)調(diào)整運(yùn)行風(fēng)速段后的風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全性，通過疲勞載荷計(jì)算評(píng)估整個(gè)生命周期疲勞損傷是否接近設(shè)計(jì)值。從而達(dá)到設(shè)備的最大利用率。

本發(fā)明風(fēng)機(jī)風(fēng)速運(yùn)行區(qū)間的風(fēng)速原則為：依據(jù)特定風(fēng)場風(fēng)特性進(jìn)行的風(fēng)機(jī)壽命周期內(nèi)風(fēng)機(jī)疲勞壽命有較大余量，且擴(kuò)寬范圍也根據(jù)相應(yīng)余量制定；擴(kuò)寬原則的另外一條要求為通過控制手段改進(jìn)能夠滿足風(fēng)機(jī)擴(kuò)寬區(qū)間內(nèi)的風(fēng)機(jī)穩(wěn)定安全運(yùn)行，并通過極限載荷計(jì)算的檢驗(yàn)。

本發(fā)明以提高風(fēng)機(jī)整個(gè)壽命周期的停機(jī)時(shí)間來增加發(fā)電量，達(dá)到設(shè)備利用的最大化；能明顯縮短針對(duì)特定風(fēng)場風(fēng)機(jī)研發(fā)時(shí)間，并節(jié)約成本，可以滿足特定風(fēng)場業(yè)主的特殊要求，有利于快速響應(yīng)市場需求。

本發(fā)明主要特點(diǎn)為：