[發明專利]風力發電機組的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201911172109.2
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN112943528B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 馬磊
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 高燕;王兆賡

1.一種風力發電機組的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

識別風電場的風況；

如果確定風電場發生陣風風況，則獲取發電機轉速值；

確定所獲取的發電機轉速值是否滿足控制啟動條件；

如果確定發電機轉速值滿足控制啟動條件，則控制風力發電機組進入轉矩控制模式，以利用風力發電機組在運行過程中的能量守恒定律來調整發電機的電磁扭矩值；

其中，確定所獲取的發電機轉速值是否滿足控制啟動條件的步驟包括：當所獲取的發電機轉速值小于發電機額定轉速值時，確定所獲取的發電機轉速值滿足控制啟動條件；

當所獲取的發電機轉速值不小于發電機額定轉速值時，確定所獲取的發電機轉速值不滿足控制啟動條件。

2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，識別風電場的風況的步驟包括：

計算發電機旋轉消耗的動能與風力發電機組輸出的電能的和值，并計算作用到風力發電機組的葉片旋轉方向的風能與所述和值的差值的絕對值；

如果計算得到的差值的絕對值大于設定閾值，則確定風電場發生陣風風況；

如果計算得到的差值的絕對值不大于所述設定閾值，則確定風電場沒有發生陣風風況。

3.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制風力發電機組進入轉矩控制模式，以利用風力發電機組在運行過程中的能量守恒定律來調整發電機的電磁扭矩值的步驟包括：

在每個采樣時刻，利用能量守恒定律基于在該采樣時刻的風速值和發電機轉速值來確定轉矩控制的目標值；

基于所確定的目標值來調整發電機的電磁扭矩值。

4.如權利要求3所述的控制方法，其特征在于，通過以下方式確定在任一采樣時刻的轉矩控制的目標值：

獲取在所述任一采樣時刻的風速值和發電機轉速值；

利用所獲取的風速值確定在所述任一采樣時刻作用到風力發電機組的葉片旋轉方向的風能；

利用所獲取的發電機轉速值確定在所述任一采樣時刻發電機旋轉消耗的動能；

基于所確定的風能和動能的差值來獲得風力發電機組的理想輸出電能；

利用所獲得的理想輸出電能來確定在所述任一采樣時刻的發電機的電磁扭矩值，將所確定的電磁扭矩值確定為在所述任一采樣時刻的轉矩控制的目標值。

5.如權利要求1-4中任一項所述的控制方法，其特征在于，在所述控制風力發電機組進入轉矩控制模式，以利用風力發電機組在運行過程中的能量守恒定律來調整發電機的電磁扭矩值之后，還包括：

在每個采樣時刻，獲取風速值；

將所獲取的風速值與風速初始值進行比較，其中，所述風速初始值為在確定風電場發生陣風風況時刻獲取的風速值；

如果所獲取的風速值與風速初始值的差值小于預設值，則確定陣風風況結束，并控制風力發電機組退出轉矩控制模式。

6.一種風力發電機組的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括：

風況識別模塊，用于識別風電場的風況；

轉速獲取模塊，用于如果確定風電場發生陣風風況，則獲取發電機轉速值；

啟動判斷模塊，用于確定所獲取的發電機轉速值是否滿足控制啟動條件；

轉矩控制模塊，用于如果確定發電機轉速值滿足控制啟動條件，則控制風力發電機組進入轉矩控制模式，以利用風力發電機組在運行過程中的能量守恒定律來調整發電機的電磁扭矩值；

其中，啟動判斷模塊被配置為：當所獲取的發電機轉速值小于發電機額定轉速值時，確定所獲取的發電機轉速值滿足控制啟動條件；

當所獲取的發電機轉速值不小于發電機額定轉速值時，確定所獲取的發電機轉速值不滿足控制啟動條件。

7.如權利要求6所述的控制裝置，其特征在于，風況識別模塊用于計算發電機旋轉消耗的動能與風力發電機組輸出的電能的和值，并計算作用到風力發電機組的葉片旋轉方向的風能與所述和值的差值的絕對值，如果計算得到的差值的絕對值大于設定閾值，則確定風電場發生陣風風況，如果計算得到的差值的絕對值不大于所述設定閾值，則確定風電場沒有發生陣風風況。