[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法及對風(fēng)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710300919.6
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107061161A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉吉輝;孫佳林;陳鵬;蔡小雙;陳冬良
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣風(fēng)電集團有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D7/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙)31249
• 代理人: 周乃鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機控制技術(shù)，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法及對風(fēng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有技術(shù)中對于風(fēng)力發(fā)電機的偏航系統(tǒng)對風(fēng)的控制策略包含有設(shè)定偏航啟動角度，偏差角度為實際的機艙與風(fēng)向之間的夾角，而風(fēng)機正常工作允許的偏差角度界限值即為偏航啟動角度，風(fēng)力發(fā)電機工作時其控制系統(tǒng)時刻檢測風(fēng)向和機艙的偏差角度，若偏差角度大于相應(yīng)的偏航啟動角度，則控制風(fēng)力發(fā)電機開始偏航，實際操作中，該偏航啟動角度為根據(jù)實際工藝要求設(shè)定的一組固定參數(shù)。通常設(shè)定偏航啟動角度分為兩種情況，該兩種情況為：“大風(fēng)”區(qū)域和“小風(fēng)”區(qū)域?！按箫L(fēng)”區(qū)域是指風(fēng)速大于一個預(yù)設(shè)的風(fēng)速分界閾值的情況；“小風(fēng)”區(qū)域是指風(fēng)速小于該預(yù)設(shè)的風(fēng)速分界閾值的情況，其中風(fēng)速分界閾值的取值范圍為7～9m/s之間，當(dāng)風(fēng)速大于分界點值則定義為大風(fēng)，當(dāng)風(fēng)速小于分界點值則定義為小風(fēng)。

現(xiàn)有技術(shù)的偏航啟動角度是固定值，用參數(shù)來確定，對于偏航的啟動控制不夠精細，對于偏航的頻次和發(fā)電量的平衡策略不夠精細。由于偏航系統(tǒng)動作頻繁而引發(fā)的偏航頻次過多，致使偏航動作頻繁使得偏航齒輪有磨損的情況、偏航疲勞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法及對風(fēng)系統(tǒng)，提高偏航精準(zhǔn)度，優(yōu)化偏航的頻次，減少偏航齒輪磨損，提高發(fā)電量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法，其特點是，該方法包含：

偏航系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速與偏航啟動角參數(shù)的關(guān)系，由當(dāng)前風(fēng)速獲取當(dāng)前偏航啟動角參數(shù)；

當(dāng)偏航系統(tǒng)判斷風(fēng)力發(fā)電機機艙與風(fēng)向之間的偏差角大于當(dāng)前偏航啟動角，則偏航系統(tǒng)控制風(fēng)力發(fā)電機機艙進行偏航；

上述風(fēng)速與偏航啟動角參數(shù)的關(guān)系包含：需進行偏航的風(fēng)速區(qū)間根據(jù)風(fēng)速值由小至大分為第一區(qū)間、第二區(qū)間和第三區(qū)間；第一區(qū)間下，偏航啟動角取值a；第二區(qū)間下，偏航啟動角＝(-1.96*風(fēng)速+25.775)；第三區(qū)間下，偏航啟動角取值b；其中，a>(-1.96*風(fēng)速+25.775)>b。

上述第一區(qū)間的風(fēng)速值范圍為：大于等于3米/秒，小于4米/秒；第二區(qū)間的風(fēng)速值范圍為大于等于4米/秒，小于7米/秒；第三區(qū)間的風(fēng)速值范圍為大于等于7米/秒，小于20米/秒。

上述a的取值范圍為大于等于20度，小于等于25度；b的取值范圍為大于等于6度，小于等于10度。

當(dāng)偏航系統(tǒng)判斷風(fēng)力發(fā)電機機艙與風(fēng)向之間的偏差角小于當(dāng)前偏航啟動角參數(shù)，則偏航系統(tǒng)不進行偏航。

當(dāng)偏航系統(tǒng)判斷風(fēng)力發(fā)電機機艙與風(fēng)向之間的偏差角大于當(dāng)前偏航啟動角參數(shù)，但當(dāng)前風(fēng)速處于需進行偏航的風(fēng)速區(qū)間外，則偏航系統(tǒng)不進行偏航。

上述偏航系統(tǒng)判定進行偏航的時刻至開始進行偏航的時刻之間設(shè)有延遲時間。

上述偏航啟動角參數(shù)包含快偏航啟動角和慢偏航啟動角，快偏航啟動角＝慢偏航啟動角+c；c的取值范圍為大于等于3度，小于等于6度；當(dāng)偏差角大于慢偏航啟動角且小于快偏航啟動角則控制風(fēng)力發(fā)電機進行慢偏；當(dāng)偏差角大于快偏航啟動角則控制風(fēng)力發(fā)電機進行快偏。

上述快偏情況下的延遲時間小于慢偏情況下的延遲時間。

一種上述風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法所適用的對風(fēng)系統(tǒng)，其特點是，該對風(fēng)系統(tǒng)包含：

偏航啟動角測算模塊，其實時檢測當(dāng)前風(fēng)速，根據(jù)風(fēng)速與偏航啟動角參數(shù)的關(guān)系，通過當(dāng)前風(fēng)速得到當(dāng)前的偏航啟動角；

偏航判斷模塊，其檢測風(fēng)力發(fā)電機機艙與風(fēng)向之間的偏差角，判斷偏差角大于當(dāng)前的偏航啟動角，則輸出偏航觸發(fā)指令；

偏航控制模塊，其接收偏航觸發(fā)指令，控制風(fēng)力發(fā)電機進行偏航。

本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法及對風(fēng)系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速設(shè)定偏航的啟動角度，偏航啟動控制更精細，有效降低偏航系統(tǒng)動作頻次，減少偏航齒輪的磨損情況，改善偏航疲勞，提高風(fēng)機發(fā)電量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法的方法流程圖；

圖2為風(fēng)速與偏航啟動角的關(guān)系函數(shù)一種實施例的曲線圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的對風(fēng)方法，該方法具體包含以下步驟：

S1、偏航系統(tǒng)實時檢測風(fēng)力發(fā)電機所處環(huán)境中的當(dāng)前風(fēng)速。

S2、偏航系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速與偏航啟動角參數(shù)的關(guān)系，由當(dāng)前風(fēng)速獲取當(dāng)前偏航啟動角參數(shù)。

其中，風(fēng)速與偏航啟動角參數(shù)的關(guān)系包含：