[發明專利]風電機組智能監控運行控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201610027629.4
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105649896B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 孔屹剛;渠曉剛;張國晨;常爭艷;楊明亮;徐格寧;范小寧;孫超利
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種風電機組智能監控運行控制系統及其控制方法，還包括智能監控運行控制器、運行環境差異模塊、風資源差異模塊和機組性能差異模塊。本發明采用智能控制算法，具有自學習、自適應運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異的功能，控制系統具有很強的魯棒性和容錯能力，大大減弱了對電網產生安全隱患；實時監測運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異的變化，操作員可以更精確地判斷風電機組的工作狀態，大大提高了風電機組及電網的安全性；增加了運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異三個模塊，大大提高了風電機組的功率穩定輸出和安全穩定運行性能。

技術領域

本發明涉及風力發電領域，具體涉及一種風電機組智能監控運行控制系統及其控制方法。

背景技術

風能是一種取之不盡、用之不竭的綠色能源，風力發電已經成為當今世界最主要的可再生能源技術之一。然而，風力發電目前還不能完全取代煤電的最主要制約因素是其發電的不穩定性，當其總量過大后會對電網產生安全隱患。運行環境、風資源對風電機組的工況影響很大，即使安裝于同一風電場的不同的風電機組，運行環境差異、風資源差異也是或多或少存在的。另外風電機組即使容量相同，機組個體性能也是存在差異的。運行環境差異、風資源差異、機組個體性能差異之間還存在耦合關系，例如，風速大小(運行環境)決定了風力機輸出功率，而風速大小還和塔架高度、輪轂半徑、風輪半徑、槳葉弦長、懸垂距離、槳葉升力系數、阻力系數等風力機參數(機組個體性能)和風湍流、風剪切、塔影效應(風資源)有關。這些差異的存在及耦合關系導致風電機組難以控制，這是風力發電不穩定性的根源所在。因此，研究一種具有自學習能力、可自動適應運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異的風電機組智能監控運行控制系統和方法是十分必要的。

圖1顯示了風電機組傳統監控運行控制系統的結構，它包括：風力機A～N 1，主控制器2、電網3、光纖環網4、光纖環網交換機5、交換機6、數據庫服務器7、操作員站8、Internet9、遠程監控中心10。圖1中本發明風力機A～N 1為常規的雙饋電機風力機，它可以為任何形式的風力機。風電機組傳統監控運行控制系統特點是針對運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異，不具備自學習、自適應的能力。

1)傳統監控運行控制系統不考慮運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異對風電機組的實時影響，風機主控只是根據實時風速采用傳統控制算法輸出控制命令來控制風力機動作，控制精度和穩定性不高；

本發明中智能監控運行控制器采用智能控制算法，具有自學習、自適應運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異的功能，控制系統具有很強的魯棒性和容錯能力，大大減弱了對電網產生安全隱患。

2)智能監控運行控制系統深入細化了運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異的參數指標，應用于不同地域的風場、不同類型的風力機都有很高的通用性，傳統監控運行控制系統通用性不高。

3)傳統監控運行控制系統不考慮運行環境差異、風資源差異和機組個體性能差異的實時影響，對應的操作員站和遠程監控中心可監控的數據有限。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種風電機組智能監控運行控制系統及其控制方法，通過該方法可以有效地對風電機組進行智能監控運行控制，大大提高了風電機組的穩定性、可靠性和安全性。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

風電機組智能監控運行控制系統，包括風力機A～N、電網、光纖環網、光纖環網交換機、交換機、數據庫服務器、操作員站、Internet、遠程監控中心，操作員站與數據庫服務器相連，數據庫服務器與交換機相連，交換機與光纖環網交換機、操作員站分別相連，操作員站通過Internet與遠程監控中心相連，其特征在于，還包括智能監控運行控制器、運行環境差異模塊、風資源差異模塊和機組性能差異模塊。

所述的智能監控運行控制器包括：