[發明專利]一種降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法

有效

• 申請號: 201710050518.X
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106762415B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 張超;吳俊輝;何榮光;田元興
• 申請（專利權）人: 銳電科技有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

本發明提供一種降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，包括：S1：建立風力發電機組的模型；S2：在所述風力發電機組的葉輪的每個葉片的葉根處安裝載荷傳感器；S3：通過模擬仿真，使所述風力發電機組的葉輪分別處于正常風況和極限風況的條件下，采集兩種模擬風況下所述載荷傳感器的模擬輸出載荷；S4：結合模擬仿真的風況類型和載荷傳感器的模擬輸出載荷，確定觸發閾值；S5：采集實際風況下風力發電機組的測量參數以及所述載荷傳感器的實際輸出載荷，根據所述測量參數判斷所述實際風況是否屬于極限風況；若是，再比較所述實際輸出載荷和所述觸發閾值的大小，如所述實際輸出載荷等于或大于所述觸發閾值，啟動獨立變槳距控制停機模式進行停機。

技術領域

本發明涉及風力發電機組的控制策略領域，特別涉及一種降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法。

背景技術

為最大限度的吸收風能，目前的大型風力發電機組都具有偏航系統。偏航系統以風向儀測得的風向信號作為輸入，通過自動調整機艙位置，實現自動對風。以機艙縱向中軸線與風向完全重合為0°，偏航系統啟動條件為風向偏差大于15°。所以，正常風況下，風向變化不會很快，風向偏差在±15°。但是，在極限風況下，湍流度很大，風向會發生突變，同時伴隨有風速突變。這種風況下，偏航系統無法跟隨風向變化實時調整機艙位置，導致葉輪受到不平衡載荷的沖擊。為免受不平衡載荷影響，風力發電機組啟動停機策略，葉片按照設計停機速率旋轉到順槳位置。即使啟動停機策略，在停機過程中，由于葉輪不平衡載荷很大，依然導致輪轂載荷及葉片載荷偏大。因此，如何降低極限風況下風力發電機組的載荷成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是針對風力發電機組在風向突變情況下，葉輪不平衡載荷偏大等問題，提供一種降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，從而降低極限風況下風力發電機組載荷。

為達上述目的，本發明提出以下技術方案：

一種降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，包括以下步驟：

S1：建立風力發電機組的模型；

S2：在所述風力發電機組的葉輪的每個葉片的葉根處安裝載荷傳感器；

S3：通過模擬仿真，使所述風力發電機組的葉輪分別處于正常風況和極限風況的條件下，采集兩種模擬風況下所述載荷傳感器的模擬輸出載荷；

S4：結合模擬仿真的風況類型和載荷傳感器的模擬輸出載荷，確定觸發閾值；

S5：采集實際風況下風力發電機組的測量參數以及所述載荷傳感器的實際輸出載荷，根據所述測量參數判斷所述實際風況是否屬于極限風況；若是，再比較所述實際輸出載荷和所述觸發閾值的大小，如所述實際輸出載荷等于或大于所述觸發閾值，啟動獨立變槳距控制停機模式進行停機。

根據本發明提出的降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，其中，所述風力發電機組的模型包括順次連接的空氣動力學模型、機械傳動系統模型、發電機和變流器模型、電網模型，所述空氣動力學模型與所述發電機和變流器模型之間還順次連接有變槳控制系統、控制器和轉矩控制系統。

根據本發明提出的降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，其中，所述測量參數包括槳距角、功率和發電機轉速。

根據本發明提出的降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，其中，所述載荷傳感器為四個，分別安裝在葉根的吸力側、壓力側、前緣和后緣，其中安裝在吸力側和壓力側的載荷傳感器輸出的為葉根垂直載荷，安裝在前緣和后緣的載荷傳感器輸出的為葉根水平載荷。

根據本發明提出的降低風力發電機組葉輪不平衡極限載荷的方法，其中，所述步驟S4中是通過所述葉根垂直載荷來確定所述觸發閾值的。

附圖說明

圖1為本發明中的風力發電機組模型的結構示意圖；