[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機組的葉片失速診斷方法及裝置

有效

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN110761958B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐發(fā)順
• 申請（專利權(quán)）人: 北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 張軍;曾世驍

本公開提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的葉片失速診斷方法及裝置。所述葉片失速診斷方法包括：獲取風(fēng)力發(fā)電機組的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)；確定獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)是否滿足第一預(yù)設(shè)條件；當(dāng)獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)滿足第一預(yù)設(shè)條件時，利用風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計功率曲線和實際功率曲線來確定實際功率曲線是否滿足第二預(yù)設(shè)條件；當(dāng)實際功率曲線滿足第二預(yù)設(shè)條件時，通過改變風(fēng)力發(fā)電機組葉片的槳距角來確定風(fēng)力發(fā)電機組葉片是否處于失速狀態(tài)。本公開能夠提高診斷葉片失速的效率以及準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種用于風(fēng)力發(fā)電機組的葉片失速診斷的方法及其裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機的葉片是吸收風(fēng)能的重要部件，葉片性能的好壞直接影響到風(fēng)力發(fā)電機對風(fēng)能的吸收，進而影響風(fēng)力發(fā)電機組的整體出力情況。風(fēng)力發(fā)電機組在實際運行過程中，在一定工況下，可能存在葉片失速的情況，其中，葉片失速造成葉片的升力變小、阻力變大、葉片吸收風(fēng)能的能力急劇下降，從而使得風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率與功率設(shè)計值相差很大。對于風(fēng)電場來說，葉片失速發(fā)生后，將導(dǎo)致發(fā)電量大量損失。

在現(xiàn)階段，一般是簡單地通過功率曲線對比（即對實際功率曲線和設(shè)計功率曲線進行比較）的方式來確定葉片是否處于失速狀態(tài)。然而，由于葉片失速成因（例如，葉片本身設(shè)計缺陷；葉片制造工藝缺陷；外部環(huán)境因素（諸如高溫、高濕度、低空氣密度）；葉片表面污染導(dǎo)致葉片翼型發(fā)生變化等）復(fù)雜，而現(xiàn)有的診斷方法并未考慮到上述因素，因此現(xiàn)有的診斷方法可能會導(dǎo)致診斷結(jié)論錯誤，此外，僅將風(fēng)力發(fā)電機組出力降低歸結(jié)為葉片失速也是不準(zhǔn)確的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實施例提供了一種用于風(fēng)力發(fā)電機組的葉片失速診斷的方法及其裝置，至少解決上述技術(shù)問題和上文未提及的其它技術(shù)問題，并且提供下述的有益效果。

本發(fā)明的一方面在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的葉片失速診斷方法，所述方法可以包括：獲取風(fēng)力發(fā)電機組的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)；確定獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)是否滿足第一預(yù)設(shè)條件；當(dāng)獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)滿足第一預(yù)設(shè)條件時，利用風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計功率曲線和實際功率曲線來確定實際功率曲線是否滿足第二預(yù)設(shè)條件；當(dāng)實際功率曲線滿足第二預(yù)設(shè)條件時，通過改變風(fēng)力發(fā)電機組葉片的槳距角來確定風(fēng)力發(fā)電機組葉片是否處于失速狀態(tài)。

風(fēng)力發(fā)電機組的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)可以包括葉輪轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、輸出功率，并且風(fēng)力發(fā)電機組的運行環(huán)境數(shù)據(jù)可以包括環(huán)境溫度、空氣密度、海拔高度。

第一預(yù)設(shè)條件可以包括獲取的空氣密度小于或等于在理想狀況下葉片處于失速狀態(tài)的空氣密度與特定空氣密度裕量之和并且獲取的葉輪轉(zhuǎn)速大于或等于風(fēng)力發(fā)電機組葉輪的最大轉(zhuǎn)速與特定發(fā)電機轉(zhuǎn)速系數(shù)之積。

其中，當(dāng)獲取的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和運行環(huán)境數(shù)據(jù)不滿足第一預(yù)設(shè)條件時，可以確定風(fēng)力發(fā)電機組的葉片未處于失速狀態(tài)。

利用風(fēng)力發(fā)電機組的設(shè)計功率曲線和實際功率曲線來確定實際功率曲線是否滿足第二預(yù)設(shè)條件的步驟可以包括：通過對獲取的風(fēng)速進行轉(zhuǎn)化來獲得與所述設(shè)計功率曲線具有相同空氣密度的實際功率曲線；將轉(zhuǎn)化后的實際功率曲線與所述設(shè)計功率曲線進行比較；根據(jù)比較結(jié)果選取風(fēng)速段來確定實際功率曲線是否滿足第二預(yù)設(shè)條件，其中，所述風(fēng)速段是在相同風(fēng)速段內(nèi)所述設(shè)計功率曲線的功率設(shè)計值與實際功率值之間的差值大于或等于預(yù)設(shè)值的風(fēng)速段。

確定實際功率曲線是否滿足第二預(yù)設(shè)條件的步驟還可以包括：以預(yù)定風(fēng)速為步長，將選取的風(fēng)速段劃分為多個子風(fēng)速段；分別計算所述多個子風(fēng)速段中的每個子風(fēng)速段的實際功率均值與相應(yīng)的功率設(shè)計均值的第一差值百分比；根據(jù)每個子風(fēng)速段中的第一差值百分比來計算選取的風(fēng)速段的差值百分比均值；通過對計算出的差值百分比均值與第一預(yù)設(shè)閾值進行比較來確定實際功率曲線是否滿足第二預(yù)設(shè)條件。