[發明專利]風速信息處理方法及裝置和變槳控制方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201610430107.9
• 申請日: 2016-06-16
• 公開（公告）號: CN107514336B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 馬磊;李慶江
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;劉奕晴

本發明實施例提供一種風速信息處理方法及裝置和變槳控制方法、裝置及系統。該變槳控制方法包括：獲取本風力發電機組的當前上風側的風速變化數據；根據本風力發電機組測得的風速數據與當前上風側的風速變化數據確定本風力發電機組的風速變化是否與當前上風側的風速變化匹配；如果本風力發電機組的風速變化與當前上風側的風速變化匹配，且當前的轉速在預定轉速范圍內，則根據當前上風側的風速變化數據對本風力發電機組進行變槳控制。采用本發明實施例，可以使得對風力發電機組的轉速控制更穩定，有效降低風力發電機組的載荷，提高發電效率，且對風速傳感器的測量精度和安裝位置無要求。

技術領域

本發明涉及風力發電機技術，尤其涉及一種風速信息處理方法及裝置和變槳控制方法、裝置及系統。

背景技術

隨著風力發電容量的不斷增大，風力發電機組類型和控制方式已從單一的定槳距控制向變槳距控制和變速控制發展。如何保證風力發電機高效、穩定地運行成為風力發電技術需要解決的重要內容。

變槳距風力發電機組的運行區域一般分為啟動區、Cp恒定區、轉速恒定區、功率恒定區共四個運行區域。在啟動區、Cp恒定區、轉速恒定區等三個運行區域，主控系統控制槳葉會開到0度角，此時不需要進行調槳控制。在功率恒定區，為保持功率恒定及轉速穩定，需要進行調槳控制。目前風力發電機組的調槳控制主要為PID(Proportion-Integral-Derivative，比例-積分-導數)控制，即主控系統通過使風力發電機組運行在恒定轉速作為調槳控制的目標，計算出槳角的數值并傳送給變槳系統，變槳系統根據最新的槳角的命令進行調槳，從而在一定程度上實現轉速的恒定控制。

然而，由于風速是瞬變的，因此在調槳控制中單單使用PID控制對達到轉速穩定的效果具有一定的局限性，而且，PID控制的依據是轉速差值，即檢測到轉速差值變化后才開始計算槳角并進行調槳控制，具有滯后性，上述被動變槳方式的調槳控制滯后會導致轉速控制具有一定波動而引起機組載荷變大，導致風力發電機組的發電量較低、發電功率較低。

另外，對于通過風速的預測進行主動變槳的方式來說，對風速的預測方式則尤為重要，目前可以通過天氣預報信息進行風速預測，或者通過風速傳感器測量當前的風速。對于通過天氣預報信息進行風速預測的方式由于盲目性較高，所預測的風速數據不準確，很難將其作為調槳控制的依據；而對于通過風速傳感器測量當前的風速的方式，若將風速傳感器安裝在變槳輪轂上，則由于變槳輪轂是旋轉的，從而使得風速傳感器的安裝難度較高，而若將風速傳感器安裝在機艙尾部，則需要風速傳感器的測量距離更遠，通常采用激光測風儀，但由于其體積較大，不適用于單臺風力發電機組。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種風速信息處理方法及裝置和變槳控制方法、裝置及系統，能及時進行變槳控制，從而使得對風力發電機組的轉速控制更穩定。

根據本發明的一方面，提供一種變槳控制方法。所述方法包括，獲取本風力發電機組的當前上風側的風速變化數據；根據所述本風力發電機組測得的風速數據與所述當前上風側的風速變化數據確定所述本風力發電機組的風速變化是否與所述當前上風側的風速變化匹配；如果所述本風力發電機組的風速變化與所述當前上風側的風速變化匹配，且當前的轉速在預定轉速范圍內，則根據當前上風側的風速變化數據對所述本風力發電機組進行變槳控制。

優選地，所述獲取本風力發電機組的當前上風側的風速變化數據的處理之前還包括：獲取本風力發電機組當前的運行狀態的信息；如果當前的運行狀態為預定的運行狀態，則執行所述獲取本風力發電機組的當前上風側的風速變化數據的處理，其中，所述預定的運行狀態為額定功率運行狀態、限轉速運行狀態或限功率運行狀態。

優選地，所述根據當前上風側的風速變化數據對所述本風力發電機組進行變槳控制的處理包括：根據所述當前上風側的風速變化數據和本風力發電機組當前的轉速確定目標轉速，并基于所述目標轉速確定本風力發電機組當前所需的槳角的數值，以及根據所述當前所需的槳角的數值進行變槳控制。