[發明專利]風力發電機組的變槳控制方法

在審

• 申請號: 202010934725.3
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN114151275A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 劉忠朋
• 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: 王兆賡;劉奕晴

本發明實施例提供一種風力發電機組的變槳控制方法。該變槳控制方法包括：獲取風力發電機組的發電機轉速的過速百分比以及過速百分比變化率；基于獲取的風力發電機組的發電機轉速的過速百分比以及過速百分比變化率，通過使用模糊控制方法確定風力發電機組的附加變槳速率。該方法確定的風力發電機組的附加變槳速率是連續變化的數值，從而保證風力發電機組能夠降低過速的趨勢，同時不會引起風力發電機組振動，保證風力發電機組正常穩定運行。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種風力發電機組的變槳控制方法。

背景技術

風力發電機組的葉片組通常通過增速變速箱與發電機相連，從而在風力較小、葉片轉速較慢時，通過變速箱使發電機提升轉速，以提高風力發電機的發電效率；然而，在颶風等災害性天氣下，強風使葉片組的轉速增加，進而可能引起發電機旋轉過速，在過速情況下，發電機可能過載損壞甚至燒毀，縮短風力發電機的使用壽命。

對于旋轉過速，可以通過對風力發電機組進行變槳來緩解。根據風速來調整葉片的角度，通過改變葉片的角度來改變功率因數，即改變葉片的轉速和功率，進而調整發電機的轉速和載荷。現有技術的防過速策略以發電機轉速以及轉速的加速度作為參考輸入，一旦發電機轉速以及轉速的加速度達到相應的閾值便會在槳距角速率指令上直接疊加一個較大的速率指令。該指令值為恒定值，因此可能導致變槳速率會產生跳變，該跳變可能會引起風力發電機組在一個方向上產生較大的振動，從而威脅風力發電機組的運行安全。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種風力發電機組的變槳控制方法，該方法確定的風力發電機組的附加變槳速率是連續變化的數值，從而保證風力發電機組能夠降低過速的趨勢，同時不會引起風力發電機組振動，保證風力發電機組正常穩定運行。

第一方面，本發明提供了一種風力發電機組的變槳控制方法，所述變槳控制方法包括：獲取風力發電機組的發電機轉速的過速百分比以及過速百分比變化率；基于獲取的風力發電機組的發電機轉速的過速百分比以及過速百分比變化率，通過使用模糊控制方法確定風力發電機組的附加變槳速率。

可選地，所述變槳控制方法還包括：基于確定的風力發電機組的附加變槳速率以及預定的變槳速率，控制風力發電機組執行變槳操作。

可選地，通過使用模糊控制方法確定風力發電機組的附加變槳速率的步驟包括：確定風力發電機組的發電機轉速的過速百分比關于預設的過速百分比模糊集合的隸屬度；確定風力發電機組的發電機轉速的過速百分比變化率關于預設的過速百分比變化率模糊集合的隸屬度；基于風力發電機組的發電機轉速的過速百分比關于預設的過速百分比模糊集合的隸屬度以及風力發電機組的發電機轉速的過速百分比變化率關于預設的過速百分比變化率模糊集合的隸屬度，通過使用預設的模糊控制規則確定風力發電機組的附加變槳速率。

可選地，確定風力發電機組的發電機轉速的過速百分比關于預設的過速百分比模糊集合的隸屬度的步驟包括：基于風力發電機組的發電機轉速的過速百分比以及預設的過速百分比模糊集合隸屬度函數，確定風力發電機組的發電機轉速的過速百分比關于預設的過速百分比模糊集合的隸屬度。

可選地，確定風力發電機組的發電機轉速的過速百分比變化率關于預設的過速百分比變化率模糊集合的隸屬度的步驟包括：基于風力發電機組的發電機轉速的過速百分比變化率以及預設的過速百分比變化率模糊集合隸屬度函數，確定風力發電機組的發電機轉速的過速百分比變化率關于預設的過速百分比變化率模糊集合的隸屬度。

可選地，通過使用預設的模糊控制規則確定風力發電機組的附加變槳速率的步驟包括：基于風力發電機組的發電機轉速的過速百分比關于預設的過速百分比模糊集合的隸屬度以及風力發電機組的發電機轉速的過速百分比變化率關于預設的過速百分比變化率模糊集合的隸屬度，通過使用預設的模糊控制規則計算附加變槳速率關于預設的附加變槳速率模糊集合的隸屬度；基于預設的附加變槳速率模糊集合和附加變槳速率關于預設的附加變槳速率模糊集合的隸屬度計算風力發電機組的附加變槳速率。