[發明專利]風力發電機組的停機控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201611081774.7
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108119301B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 馬磊;李慶江;李莉
• 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: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 彭瓊

本發明提供一種風力發電機組的停機控制方法及裝置。其中，該方法包括：確定預設的風力發電機組運行時的轉速與轉矩對應關系曲線中轉矩下降率較大的區間，將區間的兩端拐點中對應的轉速值較小的拐點作為臨界點，根據臨界點選取一個或一個以上參考點；采集風力發電機發生停機情況時的轉速，在轉速高于臨界點對應的轉速時，根據參考點對應的轉矩和轉速數據及風力發電機組實際開始停機時刻的轉矩和轉速數據構建開口向上、單調的停機控制函數；以及，根據停機控制函數獲得轉速對應的轉矩值，利用轉矩值對風力發電機進行停機控制。通過該方法使發電機轉矩下降更穩定，從而減小停機過程中由于轉矩的突變引起的對風力發電機組的振動沖擊。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，尤其涉及一種風力發電機組的停機控制方法及裝置。

背景技術

能源是社會經濟和人類生活的主要物質基礎，是社會發展的動力。然而，作為世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然氣等不可再生的能源的儲量日趨減少，世界各個國家都在發展風力發電，風力發電作為新能源，已經形成了成熟的規模。

風力發電機組是將風能轉換成電能的設備，風能通過葉輪帶動主軸、增速箱、發電機組轉換成電能，并通過并網控制，將風力發電機組發出的電能輸送到電網中，所以并網控制，是風力發電機組控制的重要環節。除了自動啟動、并網之外，風力發電機組還具有安全保護系統，安全保護及處理系統分為三層結構：計算機系統，獨立于計算機系統的安全鏈，器件本身的保護措施。由風力機組內部或外部故障，或監控的參數超過極限值而出現緊急情況，或控制系統失效，風力發電機組不能保持在正常運行范圍時，則會啟動安全保護系統，使風機發電機組維持在安全狀態。當安全保護系統內部發生任何部件單一失效或動力源故障時，安全保護系統對風力發電機組實施保護。

目前風力發電機組的停機方式為通過變槳系統的緊急順槳功能實現氣動剎車，由于風力發電機組發電運行時，發電機加載較大的電磁扭矩，如果馬上脫網，較大的電磁扭矩的突然消失會給機組造成很大的沖擊，所以在停機過程中，隨著發電機轉速的下降，轉矩值也會隨著下降，轉矩的下降也是沿著風力發電機組的轉速—轉矩曲線下降的，而轉速—轉矩曲線在高轉速段下降斜率較大，會導致轉矩下降過快，從而引起機組振動，現有的安全保護系統還沒有一種有效的控制方式來降低停機過程對發電機組產生的沖擊，從而有效保護發電機組。

發明內容

本發明的實施例提供一種風力發電機組的停機控制方法及裝置。

一方面，本發明實施例提供一種風力發電機組的停機控制方法，包括：確定預設的風力發電機組運行時的轉速與轉矩對應關系曲線中轉矩下降率較大的區間，將區間的兩端拐點中對應的轉速值較小的拐點作為臨界點，根據臨界點選取一個或一個以上參考點，其中，參考點對應的轉矩值或轉速值小于臨界點對應的轉矩值或轉速值的步驟；采集風力發電機發生停機情況時的轉速，在轉速高于臨界點對應的轉速時，根據參考點對應的轉矩和轉速數據及風力發電機組實際開始停機時刻的轉矩和轉速數據構建開口向上、單調的停機控制函數的步驟；以及，根據停機控制函數獲得轉速對應的轉矩值，利用轉矩值對風力發電機進行停機控制的步驟。

另一方面，本發明實施例提供一種風力發電機組的停機控制裝置，包括：數據處理單元、控制函數構建單元和控制單元，該數據處理單元被配置為確定預設的風力發電機組運行時的轉速與轉矩對應關系曲線中轉矩下降率較大的區間，將區間的兩端拐點中對應的轉速值較小的拐點作為臨界點，根據臨界點選取或一個以上參考點，其中，參考點對應的轉矩值或轉速值小于臨界點對應的轉矩值或轉速值；該控制函數構建單元，被配置為采集風力發電機發生停機情況時的轉速，在轉速高于臨界點對應的轉速時，根據參考點對應的轉矩和轉速數據及風力發電機組實際開始停機時刻的轉矩和轉速數據構建開口向上、單調的停機控制函數；該控制單元被配置為根據停機控制函數獲得轉速對應的轉矩值，利用轉矩值對風力發電機進行停機控制。