[發明專利]風力發電機組的等效風速確定方法和設備

有效

• 申請號: 201711405209.6
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN109960823B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 方程;周桂林;張鵬飛;王明輝
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 楊利利;王兆賡

本發明提供一種風力發電機組的等效風速確定方法和設備，所述等效風速確定方法包括：獲取風力發電機組的運行參數值；根據所述運行參數值以及風力發電機組的數字等效模型來確定風力作用于風力發電機組的外載參數值；根據所述運行參數值、所述外載參數值以及風力發電機組的氣動模型確定等效風速。本發明通過可被測量的運行參數值以及風力發電機組不同類型的數字化模型可準確地確定葉輪面的等效風速，該等效風速可應用于風力發電機組的各種控制場景中，可豐富風力發電機組的控制策略，提升風力發電機組的控制水平。

技術領域

本發明涉及風速確定的技術領域。更具體地講，涉及一種風力發電機組的等效風速確定方法和設備。

背景技術

現階段風力發電機組的風速的測量大都依靠安裝在風力發電機組機艙外的測風設備，而測風設備常規的都是安裝在機艙尾部，容易受到尾流的影響，導致風速難以得到準確地測量。另外，上述方法測量得到的風速也只是葉輪平面某一個點的風速，并不能代表整個葉輪平面風的特性。風速作為風力發電場最重要的環境參數，由于測量得不夠準確，難以直接參與控制，制約著先進的控制技術的發展和應用。

此外，測風設備因受到環境因素的影響，可靠性差，并且通常只能測量葉輪平面某一個點的風速，該風速無法代表整個葉輪平面風的特性，很難直接應用于風力發電機組的控制。

因此，現有的測量方法獲得的風力發電機組的風速不夠準確，難以應用于風力發電機組的控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風力發電機組的等效風速確定方法和設備，以解決現有的測量方法獲得的風力發電機組的風速不夠準確的問題。

本發明的一方面提供一種風力發電機組的等效風速確定方法，所述確定方法包括：獲取風力發電機組的運行參數值；根據所述運行參數值以及風力發電機組的數字等效模型來確定風力作用于風力發電機組的外載參數值，其中，所述數字等效模型指示所述運行參數值與所述外載參數值之間的對應關系；根據所述運行參數值、所述外載參數值以及風力發電機組的氣動模型確定等效風速，其中，所述氣動模型指示所述運行參數值以及所述等效風速與所述外載參數值之間的對應關系。

可選地，所述確定等效風速的步驟包括：根據所述運行參數值、所述外載參數值以及風力發電機組的氣動模型，通過迭代求解得到所述等效風速。

可選地，所述通過迭代求解得到所述等效風速的步驟包括：根據預設的等效風速、所述運行參數值以及所述氣動模型估計外載參數值；當估計的外載參數值與確定的外載參數值之間的差值不小于預定閾值時，更新預設的等效風速，并重新估計外載參數值；當估計的外載參數值與確定的外載參數值之間的差值小于所述預定閾值時，將當前預設的等效風速作為迭代求解得到的等效風速，并結束所述迭代求解。

可選地，初始的預設的等效風速為風力發電機組的風速儀檢測到的風速或者根據葉輪轉速、葉片槳距角以及塔頂速度確定的風速；和/或，更新預設的等效風速的步驟包括：根據所述差值確定風速變化值，將更新前的預設的等效風速與所述風速變化值的和作為更新后的預設的等效風速。

可選地，所述運行參數值包括塔頂速度、葉輪轉速以及葉片槳距角，其中，所述氣動模型指示所述等效風速、所述運行參數值中的塔頂速度、葉輪轉速以及葉片槳距角與所述外載參數值之間的對應關系。

可選地，所述氣動模型包括第一子氣動模型和第二子氣動模型，其中，第一子氣動模型指示葉尖速比以及葉片槳距角與所述外載參數系數之間的對應關系，第二子氣動模型指示所述外載參數系數和相對風速與所述外載參數值之間的對應關系；其中，所述相對風速根據所述等效風速和所述塔頂速度確定，所述葉尖速比根據所述相對風速和所述葉輪轉速確定。

可選地，所述外載參數值為氣動推力值，所述運行參數值還包括塔頂加速度和塔頂位移，其中，所述數字等效模型指示所述運行參數值中的塔頂加速度、塔頂速度以及塔頂位移與所述外載參數值之間的對應關系。