[發(fā)明專利]一種風(fēng)輪機(jī)能量感知及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710447520.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107100794B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張羽;魯志平;張磊;劉峰;辛克鋒;宋利宇;劉志文;馮克瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京唐浩電力工程技術(shù)研究有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 王明霞

1.一種風(fēng)輪機(jī)能量感知及控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)實測數(shù)據(jù)建立風(fēng)輪機(jī)機(jī)組中風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型；

S2、將當(dāng)前實測數(shù)據(jù)和風(fēng)輪機(jī)模型輸入所述的估測模型得到估測結(jié)果；

S3、根據(jù)估測結(jié)果控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)或控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組保持空轉(zhuǎn)狀態(tài)；

其中，所述的實測數(shù)據(jù)包括風(fēng)輪機(jī)的實測轉(zhuǎn)速和對應(yīng)所述實測轉(zhuǎn)速同一時點的空氣密度；

所述的估測結(jié)果為風(fēng)輪機(jī)的能量，在步驟S3中所述的根據(jù)估測結(jié)果控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)或控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組保持空轉(zhuǎn)狀態(tài)包括：判斷風(fēng)輪機(jī)機(jī)組是否滿足并網(wǎng)的條件，若判斷結(jié)果為是，則控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)，若判斷結(jié)果為否，則控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組保持空轉(zhuǎn)狀態(tài)；

所述的并網(wǎng)的條件包括風(fēng)輪機(jī)機(jī)組中各風(fēng)輪機(jī)的能量達(dá)到了并網(wǎng)的目標(biāo)功率；

在步驟S1中，還包括以下步驟：

S101、采集目標(biāo)風(fēng)輪機(jī)的歷史數(shù)據(jù)，每一歷史數(shù)據(jù)包括了風(fēng)輪機(jī)的實測轉(zhuǎn)速、風(fēng)輪機(jī)所在地理位置的空氣密度以及對應(yīng)的風(fēng)輪機(jī)能量；

S102、從歷史數(shù)據(jù)中抽取N個歷史數(shù)據(jù)構(gòu)成N個訓(xùn)練樣本；

S103、建立風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型，將步驟S102中的N個訓(xùn)練樣本帶入該風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型中進(jìn)行訓(xùn)練，以確定風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型中的各個參數(shù)；

所述的風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型的輸入數(shù)據(jù)包括風(fēng)輪機(jī)模型、風(fēng)輪機(jī)的實測轉(zhuǎn)速以及對應(yīng)的空氣密度；

所述的風(fēng)輪機(jī)模型包括風(fēng)輪機(jī)的各項參數(shù)；

所述的各項參數(shù)包括風(fēng)輪機(jī)的槳葉參數(shù)，風(fēng)輪機(jī)的型號、風(fēng)輪機(jī)的總重，葉片的材料、葉片的總長；

步驟S3 還包括以下步驟：

S301、判斷所述的估測結(jié)果是否滿足并網(wǎng)的條件，若判斷結(jié)果為是，則控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)，進(jìn)入步驟 S305，否則進(jìn)入步驟 S302；

S302、判斷是否通過調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的工作參數(shù)可控制風(fēng)輪機(jī)的能量達(dá)到所述的目標(biāo)功率，若判斷結(jié)果為是，則進(jìn)入步驟S303，否則進(jìn)入步驟S304；

S303、調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的工作參數(shù)至風(fēng)輪機(jī)的能量達(dá)到所述的目標(biāo)功率，并控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)，進(jìn)入步驟S305；

S304、控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組空轉(zhuǎn)，進(jìn)入步驟S301；

S305、控制結(jié)束；所述調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的工作參數(shù)包括調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和/或調(diào)節(jié)槳距角和/或調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的朝向；

所述的估測結(jié)果為風(fēng)輪機(jī)的能量，在步驟S3中所述的根據(jù)估測結(jié)果控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)或控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組保持空轉(zhuǎn)狀態(tài)包括：判斷風(fēng)輪機(jī)機(jī)組是否滿足并網(wǎng)的條件，若判斷結(jié)果為是，則控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組并網(wǎng)，若判斷結(jié)果為否，則控制風(fēng)輪機(jī)機(jī)組保持空轉(zhuǎn)狀態(tài)；

還包括建立風(fēng)速預(yù)測模型，用于預(yù)測未來風(fēng)速信息，所述的判斷所述的風(fēng)輪機(jī)機(jī)組是否滿足并網(wǎng)的條件還包括在當(dāng)前各風(fēng)輪機(jī)的能量達(dá)到并網(wǎng)的目標(biāo)功率之后進(jìn)一步預(yù)測未來N時間段內(nèi)的風(fēng)速信息，判斷未來 N 時間段內(nèi)的風(fēng)速持續(xù)性是否良好，若判斷結(jié)果為是，則判斷風(fēng)輪機(jī)機(jī)組符合并網(wǎng)的條件，否則判斷風(fēng)輪機(jī)機(jī)組不符合并網(wǎng)的條件；

還包括根據(jù)風(fēng)輪機(jī)的歷史數(shù)據(jù)建立風(fēng)輪機(jī)功率預(yù)測模型，用于根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速預(yù)測風(fēng)輪機(jī)功率，在所述的步驟S302中，所述的判斷是否通過調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)工作參數(shù)可控制風(fēng)輪機(jī)的能量可達(dá)到所述的目標(biāo)功率包括：將當(dāng)前風(fēng)速輸入所述的風(fēng)輪機(jī)功率預(yù)測模型中，獲得該風(fēng)速下的預(yù)測功率，比較該預(yù)測功率和所述的目標(biāo)功率的大小，若所述的預(yù)測功率大于所述的目標(biāo)功率，則判斷通過調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的工作參數(shù)可控制風(fēng)輪機(jī)的能量達(dá)到所述的目標(biāo)功率，否則，判斷通過調(diào)節(jié)風(fēng)輪機(jī)的工作參數(shù)不能夠達(dá)到控制風(fēng)輪機(jī)的能量至所述的目標(biāo)功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)輪機(jī)能量感知及控制方法，其特征在于，所述的空氣密度通過以下步驟獲取：

S1001、給風(fēng)輪機(jī)組設(shè)置氣壓傳感器來采集風(fēng)輪機(jī)所在位置的空氣氣壓值；

S1002、給風(fēng)輪機(jī)組設(shè)置溫度傳感器來采集對應(yīng)步驟S1001中的空氣氣壓值同一時點的空氣溫度值；

S1003、將步驟 S1001中獲得的空氣氣壓值和步驟 S1002 中獲得的空氣溫度值代入氣體狀態(tài)公式得到所述的空氣密度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)輪機(jī)能量感知及控制方法，其特征在于，在步驟S1中，包括將風(fēng)輪機(jī)機(jī)組的各風(fēng)輪機(jī)按照類型分類分為N類風(fēng)輪機(jī)，分別針對N類風(fēng)輪機(jī)建立N種風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型，并分別針對各風(fēng)輪機(jī)能量的估測模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，確定各參數(shù)值。