[發(fā)明專利]適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的含抗臺(tái)風(fēng)模式的葉輪控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010590468.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN111779627A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅曉軍;郭倩;張富強(qiáng);陳志力;金超;何進(jìn);周丹;謝路耀;陳怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電電力浙江舟山海上風(fēng)電開發(fā)有限公司;浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D7/04
• 分類號(hào): F03D7/04;F03D7/02;F03D17/00;F03D80/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

1.一種適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的含抗臺(tái)風(fēng)模式的葉輪控制系統(tǒng)，包括至少一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)，其特征在于：所述適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的含抗臺(tái)風(fēng)模式的葉輪控制系統(tǒng)還包括中央總控制平臺(tái)(1)，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)包括子控制器(21)、塔架(22)、葉片(23)、輪轂(24)和機(jī)艙(25)，所述機(jī)艙(25)上安裝有風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，所述塔架(22)和葉片(23)上均安裝有壓力傳感器，所述子控制器(21)內(nèi)置于所述塔架(22)或機(jī)艙(25)中，所述中央總控制平臺(tái)(1)和各所述子控制器(21)連接，所述子控制器(21)與所述風(fēng)速和風(fēng)向傳感器、壓力傳感器連接，其中：

所述中央總控制平臺(tái)(1)，用于接收氣象信息和所述子控制器(21)上傳的實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)并向所述子控制器(21)下達(dá)指令，執(zhí)行如下操作：

1)當(dāng)接收到臺(tái)風(fēng)預(yù)警信息后，向各所述子控制器(21)下達(dá)進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第一階段指令，根據(jù)氣象信息及所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)的實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)模擬出預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)并將預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)下達(dá)至對(duì)應(yīng)的所述子控制器(21)；

2)當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)的實(shí)測(cè)風(fēng)速不斷增加且大于第一風(fēng)速參考值時(shí)，向?qū)?yīng)的所述子控制器(21)下達(dá)進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第二階段指令；

3)當(dāng)接收到臺(tái)風(fēng)預(yù)警解除信息后，向各所述子控制器(21)下達(dá)進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第三階段指令；

所述子控制器(21)，用于上傳實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)至所述中央總控制平臺(tái)(1)，并接收中央總控制平臺(tái)(1)下達(dá)的指令及預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)，執(zhí)行如下操作：

1)在接收進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第一階段指令后，根據(jù)葉片壓力模型和塔架壓力模型，以所述中央總控制平臺(tái)(1)的預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)為已知參量，以第一夾角和第二夾角為變化參量，通過掃描變化參量的方式估算葉片壓力和塔架壓力并獲得所述估算葉片壓力和塔架壓力的總和，以所述估算葉片壓力和塔架壓力的總和最小為目標(biāo)優(yōu)選出最佳第一夾角和最佳第二夾角；

2)在接收進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第二階段指令后，根據(jù)實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)對(duì)所述最佳第一夾角和最佳第二夾角進(jìn)行修正，并在誤差允許范圍內(nèi)偏航角始終保持為0°的情況下控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)根據(jù)修正后的最佳第一夾角和最佳第二夾角調(diào)整到位后停機(jī)脫網(wǎng)；

3)在接收進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第三階段指令后，啟動(dòng)各所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)至完成并網(wǎng)；

其中，所述偏航角為葉輪掃掠面軸線與實(shí)測(cè)風(fēng)向在水平面上投影的夾角，所述第一夾角為槳距角，所述槳距角為葉片頂端翼型弦線與葉輪掃掠面的夾角，所述第二夾角為地面垂直線與葉片縱向軸線夾角。

2.如權(quán)利要求1所述的適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的含抗臺(tái)風(fēng)模式的葉輪控制系統(tǒng)，其特征在于：所述根據(jù)實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)對(duì)所述最佳第一夾角和最佳第二夾角進(jìn)行修正，包括：

對(duì)比所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)；

判斷實(shí)測(cè)風(fēng)速是否大于預(yù)測(cè)風(fēng)速且超出誤差允許范圍，若是則采用最差情況的歷史數(shù)據(jù)修正最佳第一夾角和最佳第二夾角。

3.如權(quán)利要求2所述的適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的含抗臺(tái)風(fēng)模式的葉輪控制系統(tǒng)，其特征在于：

所述最差情況的歷史數(shù)據(jù)為各臺(tái)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)遭遇歷史最強(qiáng)臺(tái)風(fēng)時(shí)對(duì)應(yīng)的歷史最佳第一夾角和歷史最佳第二夾角。

4.如權(quán)利要求1所述的適用于海上風(fēng)電場(chǎng)的含抗臺(tái)風(fēng)模式的葉輪控制系統(tǒng)，其特征在于：所述中央總控制平臺(tái)(1)向?qū)?yīng)的所述子控制器(21)下達(dá)進(jìn)入抗臺(tái)風(fēng)模式第二階段指令后，還包括：

當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(2)實(shí)測(cè)風(fēng)速不斷下降且小于第二風(fēng)速參考值時(shí)，向所述子控制器(21)下達(dá)修正停止姿態(tài)指令與預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)；

所述子控制器(21)在收到修正停止姿態(tài)指令與預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)后，執(zhí)行如下操作：

1)以保持當(dāng)前所述輪轂(24)停止姿態(tài)不變?yōu)榍疤幔俅蝺?yōu)選出最佳第一夾角；

2)判斷再次優(yōu)選出的最佳第一夾角與當(dāng)前第一夾角的偏差是否超出允許范圍，若是則調(diào)整當(dāng)前第一夾角至再次優(yōu)選出的最佳第一夾角。