[發(fā)明專利]一種大型風(fēng)力發(fā)電機組獨立變槳控制優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810181725.3
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108443065A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)有;葉杭冶;孫勇;楊靖;李照霞
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江運達風(fēng)電股份有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種大型風(fēng)力發(fā)電機組獨立變槳控制優(yōu)化方法，包括以下步驟：1)判斷機組是否出現(xiàn)停機故障；2)如果風(fēng)較小，大型風(fēng)電機組獨立變槳控制功能未開啟，采用協(xié)同變槳控制方法，三槳葉以固定速率順槳到90°；3)如果風(fēng)較大，風(fēng)電機組處于獨立變槳控制模式，當接到停機命令，協(xié)同變槳控制環(huán)輸出期望槳距角β_c；4)偏差控制環(huán)根據(jù)風(fēng)電機組發(fā)電機轉(zhuǎn)速來判斷控制模式；5)如發(fā)電機轉(zhuǎn)速大于并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，偏差變槳控制環(huán)保持正常輸出；6)否則偏差變槳控制環(huán)逐漸退出，通過限幅環(huán)來實現(xiàn)；7)協(xié)同變槳控制和偏差變槳控制同時都開啟；8)如果三槳葉都變槳到90°，停機結(jié)束。本發(fā)明可以實現(xiàn)整個停機過程都降低機組不均衡載荷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機組獨立變槳的控制方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機組運行過程中，因為風(fēng)剪切、湍流、塔影效應(yīng)、偏航偏差等因素的存在，會造成風(fēng)輪掃風(fēng)面內(nèi)的風(fēng)速分布不均勻，以至于引起葉輪承受較大不均衡載荷，且風(fēng)輪直徑越大，整個風(fēng)輪掃風(fēng)面受力的不均衡度就越強，葉輪上不均衡載荷也就越明顯。葉輪上的不均衡載荷會給變槳軸承、輪轂、主軸、偏航軸承、塔架等風(fēng)機關(guān)鍵部件造成很大疲勞載荷。為了減小葉輪的不均衡載荷，專利文獻(ZL200910100064.8)提出一種大型風(fēng)電機組獨立變槳控制方法，在傳統(tǒng)的協(xié)同變槳控制環(huán)基礎(chǔ)上，增加一個用于減小葉輪不均衡載荷的偏差變槳控制環(huán)，取得了良好的控制效果。

大型風(fēng)電機組采用協(xié)同變槳控制技術(shù)，在運行過程中如果出現(xiàn)停機故障，風(fēng)電機組三個槳葉會以固定變槳速率順槳到90度位置，因為三個槳葉始終得到是相同位置控制指令，因此整個停機過程三個槳葉的位置是始終相同(如圖1所示)。但是大型風(fēng)電機組采用獨立變槳控制技術(shù)后，為了減小葉輪不均衡載荷，三個槳葉得到位置控制指令存在偏差分量，因此，風(fēng)電機組在運行過程，三個槳葉的位置是不相同，如果機組出現(xiàn)停機故障，最常規(guī)停機控制方法，就是像采用傳統(tǒng)協(xié)同變槳控制停機模式，三個槳葉以固定相同速率順槳到90度，由于三個槳葉發(fā)生停機故障時刻處在不同位置，因此三個槳葉位置在停機過程始終存偏差，如圖2所示，這種停機順槳控制方法會給風(fēng)電機組造成較大不平衡載荷。

為了解決這個問題，專利文獻EP2290232，提出一種風(fēng)電機組采用獨立變槳控制技術(shù)停機順槳控制方法，如圖3所示，專利文獻(201380032479.0)，停機策略如圖4所示，這幾種停機順槳控制方法思路是：當大型風(fēng)電機組采用獨立變槳控制技術(shù)，出現(xiàn)停機故障時，三個位置初始位置存在偏差的槳葉，先以某一種控制方式將三個槳葉快速變槳到某一個基準槳葉的位置，然后在采用協(xié)同變槳控制停機模式，以固定速率順槳到90°。這種停機控制方式，相比圖2采用的停機控制方式，可以較好抑制停機故障出現(xiàn)時刻的不均衡載荷峰值，但是整個停機過程，大部分時間都是采用協(xié)同變槳停機控制模式，還是會給機組造成較大不均衡載荷，影響機組壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用獨立變槳的大型風(fēng)電機組停機過程優(yōu)化控制方法，在整個停機過程獨立變槳控制始終開啟，可以實現(xiàn)整個停機過程都降低機組不均衡載荷。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種大型風(fēng)力發(fā)電機組獨立變槳控制優(yōu)化方法，包括以下步驟：

1)判斷機組是否出現(xiàn)停機故障，如果是，進入步驟2)；

2)如果當前風(fēng)速小于預(yù)設(shè)風(fēng)速閾值，大型風(fēng)電機組獨立變槳控制功能未開啟，即偏差變槳控制限幅環(huán)的限幅極值c＝0，三個槳葉以一定速率順槳到90°，協(xié)同變槳控制輸出期望槳距角β_c按以下公式計算：

β_c＝β_c0+at

式中：β_c0為停機發(fā)生時刻的協(xié)同變槳輸出期望槳距角；a停機變槳速率；t為停機觸發(fā)后經(jīng)歷時間；

三槳葉的槳距角期望值為：