[發明專利]一種風電機組控制方法和系統

有效

• 申請號: 201810260935.1
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108518305B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 王湘明;劉賀順
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學自控技術有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 梁斌

本發明提供了一種風電機組控制方法和系統，涉及風力發電的技術領域，所述方法包括如下步驟：獲取信息采集模塊采集的風速、風電機組的電流值和電壓值；根據風電機組的電流值、電壓值、風速和預設的最佳葉邊素比范圍確定風電機組的目標槳距角；獲取風輪葉片的方位角，基于方位角和目標槳距角確定各風輪葉片待調整的槳距角；按照各風輪葉片待調整的槳距角控制風電機組調節各風輪葉片的槳距角。在保證風電機組的輸出功率穩定的前提下，能夠使風輪葉片受到的氣動載荷盡可能的小，進而能夠減小風電機組機械損耗。實現對風電機組的輸出功率與槳距角受到的氣動載荷協同控制。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其是涉及一種風電機組控制方法和系統。

背景技術

隨著空氣污染愈加嚴重，風能作為清潔的可再生能源是改善現狀的方案之一。風電系統是微電網的重要組成部分之一，風速的隨機變化會導致風電功率的明顯波動，故風電機組的接入會對微電網的穩定運行造成很大的影響。同時，風機葉片作為風電機組氣動載荷的主要載體，又會直接影響風電機組的安全穩定運行。因此，對微電網中風電機組葉片載荷的控制十分重要。

而現有技術中微電網的并網模式運行時風電機組以獲取最大風能追蹤為目標，孤島模式運行時若微電網儲能系統的荷電狀態低于30％時風電機組同樣以獲取最大風能追蹤為目標，而忽略風機組氣動載荷的問題，這就會造成風電機組機械損耗高的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種風電機組控制方法和系統，以解決現有技術中因最求獲取最大風能追蹤為目標而忽略風機組氣動載荷，造成風電機組機械損耗高的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種風電機組控制方法，應用于微網內風電機組的協同控制器中，當微網以并網模式運行時，所述方法包括如下步驟：

獲取信息采集模塊采集的風速、風電機組的電流值和電壓值；

根據風電機組的電流值、電壓值、所述風速和預設的最佳葉尖速比范圍確定所述風電機組的目標槳距角；

獲取風輪葉片的方位角，基于所述方位角和所述目標槳距角確定各風輪葉片待調整的槳距角；

按照所述各風輪葉片待調整的槳距角控制所述風電機組調節各風輪葉片的槳距角。

其中，輪轂中心風速比上轉速為所述最佳葉尖速比，所述最佳葉尖速比為風輪葉片的物理特性，所述最佳葉尖速比范圍數值通常為6-9，所以在風速已知的情況的下，通過范圍值可以確定轉速的范圍值，而槳距角的改變直接影響轉速的變化，本發明實施例通過對轉速范圍值做模糊化處理對應得到一個對應預設值輸出，避免出現因槳距角頻繁改變對風電機組造成機械損耗高的情況。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述根據風電機組的電流值、電壓值、所述風速和預設的最佳葉尖速比范圍確定所述風電機組的目標槳距角，包括：

根據風電機組在不同時刻的電流值和電壓值確定所述風電機組在不同時刻的輸出功率，并根據所述風速和多個所述輸出功率確定所述風電機組的槳距角基準值；

根據所述輸出功率、預設的最佳葉尖速比范圍和所述風速確定所述風電機組的微調槳距角；

根據所述風電機組的槳距角基準值和所述風電機組微調槳距角得到目標槳距角。

其中，風電機組在追求最大功率時往往采用定槳距的方式實現，此方法對風電機的的機械損耗高，造成風電機組使用壽命普遍不長，本發明通過設計槳距角基準值來給定一個基數值，避免計算時間過長而錯過與風速匹配的時間點，通過模糊化算法得到微調槳距角，避免因風剪切效應而頻繁的改變槳距角。所述風剪切效應為自然風的隨高度發生變化。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述根據所述風速和多個所述輸出功率確定所述風電機組的槳距角基準值，包括：