[發明專利]扭矩控制系數的尋優方法和裝置、風力發電機組

有效

• 申請號: 201911320105.4
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN113007012B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 王瑞;王方超;吳先友
• 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;F03D9/25
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 趙秀芹

本發明公開一種扭矩控制系數的尋優方法和裝置、風力發電機組。該尋優方法包括：獲得風力發電機組針對不同風速區間的運行統計數據，運行統計數據包括：扭矩關聯參數的平均值和扭矩控制系數倍數的尋優值；確定優選風速區間，優選風速區間為與位于第一閾值和第二閾值之間的扭矩關聯參數的平均值對應的風速區間，第一閾值為風力發電機組運行在最小轉速恒定區域下的扭矩關聯參數值，第二閾值為風力發電機組運行在最大轉速恒定區域下的扭矩關聯參數值；根據所有優選風速區間的扭矩控制系數倍數的尋優值和扭矩控制系數的初始值，得到扭矩控制系數的尋優值。采用本發明實施例能夠提高基于kopt控制時的扭矩控制精度。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種扭矩控制系數的尋優方法和裝置、風力發電機組。

背景技術

衡量風力發電機組發電能力的一個重要指標是功率吸收系數，功率吸收系數是葉尖速比和槳距角的函數。葉尖速比是葉片頂端的圓周速率除以風接觸葉片之前很遠距離上的速度，葉尖速比可以由適當的扭矩指令通過扭矩控制系數(kopt)保持，kopt是指機組在過度運行區間時扭矩與轉速平方的最優比例系數。為了達到最優風能吸收，需要尋找機組的扭矩控制系數的最優值。

現有技術中，扭矩控制系數的尋優算法主要根據功率實現，比如選取功率值最優時對應的扭矩控制系數作為最優值，未考慮轉速和扭矩的影響，當扭矩控制系數隨轉速變化時，會帶來扭矩控制的異常等問題需要解決。

發明內容

本發明實施例提供了一種扭矩控制系數的尋優方法和裝置、風力發電機組，能夠提高基于kopt控制時的扭矩控制精度。

第一方面，本發明實施例提供一種扭矩控制系數的尋優方法，該尋優方法包括：

獲得風力發電機組針對不同風速區間的運行統計數據，運行統計數據包括：扭矩關聯參數的平均值和扭矩控制系數倍數的尋優值；

確定優選風速區間，優選風速區間為與位于第一閾值和第二閾值之間的扭矩關聯參數的平均值對應的風速區間，第一閾值為風力發電機組運行在最小轉速恒定區域下的扭矩關聯參數值，第二閾值為風力發電機組運行在最大轉速恒定區域下的扭矩關聯參數值；

根據所有優選風速區間的扭矩控制系數倍數的尋優值和扭矩控制系數的初始值，得到扭矩控制系數的尋優值。

在第一方面的一種可能的實施方式中，扭矩關聯參數包括扭矩；第一閾值為風力發電機組設定的最小恒轉速值的平方與扭矩控制系數的初始值的乘積；第二閾值為風力發電機組設定的最大恒轉速值的平方與扭矩控制系數的初始值的乘積。

在第一方面的一種可能的實施方式中，扭矩關聯參數包括轉速；扭矩關聯參數的平均值為轉速平均值；第一閾值由統計得到的最小轉速恒定區域所在的風速區間下的轉速平均值確定；第二閾值由統計得到的最大轉速恒定區域所在的風速區間下的轉速平均值確定。

在第一方面的一種可能的實施方式中，根據所有優選風速區間的扭矩控制系數倍數的尋優值和扭矩控制系數的初始值，得到扭矩控制系數的尋優值的步驟，包括：計算所有優選風速區間的扭矩控制系數倍數的尋優值的平均值；計算平均值和扭矩控制系數的初始值的乘積，將乘積作為扭矩控制系數的尋優值，或者，將平均值和扭矩控制系數的初始值的乘積與預設環境系數的乘積作為扭矩控制系數的尋優值。

在第一方面的一種可能的實施方式中，預設環境系數為當前空氣密度與尋優期間空氣密度的平均值的比值。

在第一方面的一種可能的實施方式中，獲得風力發電機組針對不同風速區間的扭矩控制系數倍數的尋優值的步驟為：根據扭矩控制系數倍數的待尋優集合控制風力發電機組運行，將運行于同一風速區間的功率數據分為一組，并將各組中對應于待尋優集合中同一參數值的功率數據分為一個子集；計算同一風速區間下各子集的平均功率數據；從扭矩控制系數倍數的待尋優集合中所有參數值的對應于同一風速區間下的子集的平均功率數據中選擇最大值，將與該最大值對應的參數值確定為與該風速區間對應的扭矩控制系數倍數的尋優值。