[發(fā)明專利]風力發(fā)電機組、變槳控制方法以及裝置

有效

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• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN111502913B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳博宇;趙樹椿;張虎
• 申請（專利權）人: 北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權代理有限公司 11286
• 代理人: 曾世驍;王兆賡

本公開提供了一種風力發(fā)電機組、變槳控制方法以及裝置。所述變槳控制方法包括：獲取風力發(fā)電機組的葉輪轉速和每個葉片的葉片根部在特定方向上的載荷，其中，所述特定方向垂直于葉輪的軸向和葉片的長度方向；基于獲取的葉輪轉速來預估葉輪方位角；基于預估的葉輪方位角和所述每個葉片的葉片根部在所述特定方向上的載荷來分別計算所述每個葉片的附加槳矩角度；根據(jù)計算的所述每個葉片的附加槳矩角度來執(zhí)行獨立變槳控制。根據(jù)風力發(fā)電機組、變槳控制方法以及裝置可以省去傳統(tǒng)的方位角傳感器，基于葉輪轉速計算得到相位補償值，從而進行獨立變槳控制，不僅節(jié)省硬件成本，而且避免方位角傳感器故障帶來的獨立變槳控制無法正常運行的風險。

技術領域

本發(fā)明總體說來涉及風力發(fā)電技術領域，更具體地講，涉及一種風力發(fā)電機組、風力發(fā)電機組的變槳控制方法以及變槳控制裝置。

背景技術

風力發(fā)電機組產(chǎn)品的發(fā)展在不斷朝著大型化、大容量、海上方向發(fā)展。因葉輪直徑和機組重量的增加帶來機組載荷的增大；風剪切、塔影效應、湍流等原因的存在使葉輪面內(nèi)的氣動力矩不均衡，導致葉片、傳動系、塔架等部件疲勞和極限載荷的增大，因此，如何通過控制方法降低載荷已經(jīng)成為限制大葉輪直徑機組開發(fā)的重點與難點，而獨立變槳控制技術為解決此問題提供了有效方法和途徑。

然而，現(xiàn)有的獨立變槳控制技術的輸入均為葉根載荷傳感器和方位角傳感器，但是使用方位角傳感器不僅有一定的硬件成本，而且存在一定的故障風險。如果方位角傳感器發(fā)生故障，則獨立變槳控制將不能運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例性實施例提供了一種風力發(fā)電機組、風力發(fā)電機組的變槳控制方法及裝置，至少解決上述技術問題和上文未提及的其它技術問題，并且提供下述的有益效果。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供一種風力發(fā)電機組的變槳控制方法，所述變槳控制方法可以包括：獲取風力發(fā)電機組的葉輪轉速和每個葉片的葉片根部在特定方向上的載荷，其中，所述特定方向垂直于葉輪的軸向和葉片的長度方向；基于獲取的葉輪轉速來預估葉輪方位角；基于預估的葉輪方位角和所述每個葉片的葉片根部在所述特定方向上的載荷來分別計算所述每個葉片的附加槳矩角度；根據(jù)計算的所述每個葉片的附加槳矩角度來執(zhí)行獨立變槳控制。

分別計算所述每個葉片的附加槳矩角度的步驟可以包括基于預估的葉輪方位角，通過d-q變換將所述每個葉片的葉片根部在所述特定方向上的載荷變換為在d軸方向上的載荷和在q軸方向上的載荷，其中，所述在d軸方向上的載荷為俯仰載荷，所述在q軸方向上的載荷為偏航載荷。

分別計算所述每個葉片的附加槳矩角的步驟還可以包括使用濾波器對所述俯仰載荷和所述偏航載荷進行濾波，并且對經(jīng)濾波后的俯仰載荷和偏航載荷進行比例積分運算，來確定d軸方向上的槳矩角以及q軸方向上的槳矩角。

分別計算所述每個葉片的附加槳矩角的步驟還可以包括基于預估的方位角、d軸方向上的槳矩角和q軸方向上的槳矩角以及相位補償值來計算所述每個葉片的附加槳矩角度。

根據(jù)計算的所述每個葉片的附加槳矩角度進行獨立變槳控制的步驟可以包括：根據(jù)獲取的葉輪轉速來計算針對所有葉片的統(tǒng)一變槳角度，針對每個葉片，在所述統(tǒng)一變槳角度的基礎上分別疊加所述每個葉片的附加變槳角度，來得到所述每個葉片的目標槳矩角，并且將所述每個葉片變槳到目標槳矩角來執(zhí)行獨立變槳控制。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，提供一種風力發(fā)電機組的變槳控制裝置，所述變槳控制裝置可以包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取風力發(fā)電機組的葉輪轉速和每個葉片的葉片根部在特定方向上的載荷，其中，所述特定方向垂直于葉輪的軸向和葉片的長度方向；數(shù)據(jù)計算模塊，用于基于獲取的葉輪轉速來預估葉輪方位角，并且基于預估的葉輪方位角和所述每個葉片的葉片根部在所述特定方向上的載荷來分別計算所述每個葉片的附加槳矩角度；以及控制模塊，用于根據(jù)計算的所述每個葉片的附加槳矩角度來執(zhí)行獨立變槳控制。