[發明專利]風力發電機組的控制方法及其裝置

有效

• 申請號: 201911345370.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113027674B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 彼得·福格·奧德高;李永明
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 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: 張軍;王兆賡

本公開提供了一種風力發電機組的控制方法及其裝置。所述控制方法包括以下步驟：獲得在風力發電機組的前方預定距離處的進入風速以及未來預定時間段內的用于生成風力發電機組的控制信號的控制序列；根據所述進入風速預測所述未來預定時間段內的風速序列；基于所述控制序列、所述風速序列以及風力發電機組的當前狀態來預測風力發電機組在所述未來預定時間段內的狀態序列；根據所述控制序列和所述狀態序列使用代價函數來優化所述控制序列；基于優化的控制序列來生成用于控制風力發電機組的控制信號。

技術領域

本公開涉及風力發電技術領域，更具體地，本公開涉及一種用于對風力發電機組進行控制的方法及其裝置。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到重視，裝機量也不斷增加。在風力發電機組的運行過程中，需要盡量保證風力發電機組的載荷處于允許范圍內，以使風力發電機組能夠在設計壽命中安全運行。

現有風電場的風力發電機組經常接收來自其控制器的統一調度，風力發電機組的控制器根據電網側的需求發出控制指令。然而，風力發電機組控制器發出的控制指令僅僅是基于電網側對風電場提出的控制要求產生的，其目的是為了通過風力發電機組執行控制指令，使風力發電機組的運行指標達到電網側的控制要求，但是在控制器發出控制指令時并沒有考慮風力發電機組當時所處的狀態和環境是否適合執行該控制指令、執行該控制指令是否使風力發電機組在未來一段時間內的運行出現載荷超限的情況。

發明內容

本公開的示例性實施例提供了一種風力發電機組的控制方法及其裝置，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。

本公開的一方面在于提供一種風力發電機組的控制方法，包括以下步驟：獲得在風力發電機組的前方預定距離處的進入風速以及未來預定時間段內的用于生成風力發電機組的控制信號的控制序列；根據進入風速預測未來預定時間段內的風速序列；基于控制序列、風速序列以及風力發電機組的當前狀態來預測風力發電機組在未來預定時間段內的狀態序列；根據控制序列和狀態序列使用代價函數來優化控制序列；并且基于優化的控制序列來生成用于控制風力發電機組的控制信號。

本公開的另一方面在于提供一種風力發電機組的控制裝置，包括：數據獲取模塊，用于獲得在風力發電機組的前方預定距離處的進入風速以及未來預定時間段內的用于生成風力發電機組的控制信號的控制序列；以及數據處理模塊，用于：根據進入風速預測未來預定時間段內的風速序列；基于控制序列、風速序列以及風力發電機組的當前狀態來預測風力發電機組在未來預定時間段內的狀態序列；根據控制序列和狀態序列使用代價函數來優化控制序列；基于優化的控制序列來生成用于控制風力發電機組的控制信號。

根據本發明的另一示例性實施例用于控制風力發電機組的設備，設備可以包括極限載荷處理器和控制器。其中，極限載荷處理器可以獲得在風力發電機組的前方預定距離處的進入風速以及未來預定時間段內的用于生成風力發電機組的控制信號的控制序列，根據進入風速預測未來預定時間段內的風速序列，基于控制序列、風速序列以及風力發電機組的當前狀態來預測風力發電機組在未來預定時間段內的狀態序列，并且根據控制序列和狀態序列使用代價函數來優化控制序列。控制器可以基于優化的控制序列來生成用于控制風力發電機組的控制信號并且根據生成的控制信號來控制風力發電機組的運行。

根據本發明的另一示例性實施例，提供一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，當計算機程序被處理器執行時實現如上所述的控制方法。

根據本發明的另一示例性實施例，提供一種計算機，包括存儲有計算機程序的可讀介質和處理器，其特征在于，當處理器運行計算機程序時執行如上所述的控制方法。

基于以上描述的方法和裝置，針對預測的風速序列以及控制基準值來預測未來一段時間內的風力發電機組的狀態，以尋找到風力發電機組在未來一段時間內狀態最優的控制軌跡，使得在風力發電機組的運行過程中，能夠有效避免風力發電機組的載荷超出其允許范圍并且輸出最大功率。