[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911172109.2
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN112943528B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬磊
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆金風(fēng)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 高燕;王兆賡

1.一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

識別風(fēng)電場的風(fēng)況；

如果確定風(fēng)電場發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況，則獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)速值；

確定所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值是否滿足控制啟動條件；

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

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

當(dāng)所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值不小于發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速值時，確定所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值不滿足控制啟動條件。

2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，識別風(fēng)電場的風(fēng)況的步驟包括：

計算發(fā)電機旋轉(zhuǎn)消耗的動能與風(fēng)力發(fā)電機組輸出的電能的和值，并計算作用到風(fēng)力發(fā)電機組的葉片旋轉(zhuǎn)方向的風(fēng)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(shè)定閾值，則確定風(fēng)電場發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況；

如果計算得到的差值的絕對值不大于所述設(shè)定閾值，則確定風(fēng)電場沒有發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況。

3.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制風(fēng)力發(fā)電機組進入轉(zhuǎn)矩控制模式，以利用風(fēng)力發(fā)電機組在運行過程中的能量守恒定律來調(diào)整發(fā)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(fēng)速值和發(fā)電機轉(zhuǎn)速值來確定轉(zhuǎn)矩控制的目標值；

基于所確定的目標值來調(diào)整發(fā)電機的電磁扭矩值。

4.如權(quán)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(zhuǎn)矩控制的目標值：

獲取在所述任一采樣時刻的風(fēng)速值和發(fā)電機轉(zhuǎn)速值；

利用所獲取的風(fēng)速值確定在所述任一采樣時刻作用到風(fēng)力發(fā)電機組的葉片旋轉(zhuǎn)方向的風(fēng)能；

利用所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值確定在所述任一采樣時刻發(fā)電機旋轉(zhuǎn)消耗的動能；

基于所確定的風(fēng)能和動能的差值來獲得風(fēng)力發(fā)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(fā)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(zhuǎn)矩控制的目標值。

5.如權(quán)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(fēng)力發(fā)電機組進入轉(zhuǎn)矩控制模式，以利用風(fēng)力發(fā)電機組在運行過程中的能量守恒定律來調(diào)整發(fā)電機的電磁扭矩值之后，還包括：

在每個采樣時刻，獲取風(fēng)速值；

將所獲取的風(fēng)速值與風(fēng)速初始值進行比較，其中，所述風(fēng)速初始值為在確定風(fēng)電場發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況時刻獲取的風(fēng)速值；

如果所獲取的風(fēng)速值與風(fēng)速初始值的差值小于預(yù)設(shè)值，則確定陣風(fēng)風(fēng)況結(jié)束，并控制風(fēng)力發(fā)電機組退出轉(zhuǎn)矩控制模式。

6.一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括：

風(fēng)況識別模塊，用于識別風(fēng)電場的風(fēng)況；

轉(zhuǎn)速獲取模塊，用于如果確定風(fēng)電場發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況，則獲取發(fā)電機轉(zhuǎn)速值；

啟動判斷模塊，用于確定所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值是否滿足控制啟動條件；

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

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

當(dāng)所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值不小于發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速值時，確定所獲取的發(fā)電機轉(zhuǎn)速值不滿足控制啟動條件。

7.如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，風(fēng)況識別模塊用于計算發(fā)電機旋轉(zhuǎn)消耗的動能與風(fēng)力發(fā)電機組輸出的電能的和值，并計算作用到風(fēng)力發(fā)電機組的葉片旋轉(zhuǎn)方向的風(fēng)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(shè)定閾值，則確定風(fēng)電場發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況，如果計算得到的差值的絕對值不大于所述設(shè)定閾值，則確定風(fēng)電場沒有發(fā)生陣風(fēng)風(fēng)況。