[發明專利]風力發電機組區域互聯的控制方法、裝置和風電場系統

在審

• 申請號: 202011631838.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114687938A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 霍鈞;王大為;馬磊
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D17/00;F03D9/25
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉力夫;魯恭誠

本公開提供一種用于風力發電機組區域互聯的控制方法、裝置和風電場系統，所述控制方法包括：基于在風力發電場中預定區域內的兩個或更多個風力發電機組的位置關系，將所述兩個或更多個風力發電機組中的一個預先設定為消息轉發器；通過所述消息轉發器在所述兩個或更多個風力發電機組之間進行傳感器數據交換，以用于風力發電機組的控制。通過建立區域互聯，風力發電機組之間的通信時間縮短，因此相鄰風力發電機組的數據可交換以應用于風力發電機的偏航或變槳控制。

技術領域

以下描述涉及風力發電領域，具體涉及一種風力發電機組區域互聯的控制方法、裝置和風電場系統。

背景技術

隨著風力發電機組規模的逐漸擴大和對機組安全性的保護日趨完善，提高風力發電機組的運行性能(即，風力發電機組的發電量和可利用率)受到了越來越多的重視。

主控系統是風力發電機組控制系統的主體，用于實現自動啟動、自動對風、自動調速、自動并網、自動脫網、自動解纜及自動記錄與監控等重要控制以及故障保護功能。主控系統對外的三個主要接口是監控系統接口、變槳控制系統接口以及變頻系統(變頻器)接口，監控系統接口完成風力發電機組實時數據及統計數據的交換，變槳控制系統接口完成對葉片的控制以實現最大風能捕獲和恒速運行，變頻系統(變頻器)接口實現對有功功率以及無功功率的自動調節。

風力發電機組的故障保護功能對風力發電機組的安全運行至關重要。故障保護功能分硬件保護功能和軟件保護功能兩種。目前，風力發電機組的軟件故障保護多為單一故障保護，即風力發電機組發生某一故障時，主控系統立即控制風力發電機組收槳停機，由此造成一定的停機時間和發電量損失。

當前對風力發電機組的主動偏航的一般研究方法為：對風速值、風向值進行預測，并加裝GPS全球定位儀檢測風力發電機組之間的距離；其實現方式難以實現精確的風況預測。目前實現風速預測的方法主要有以下三種：a)使用天氣預報進行預測。這種方法盲目性高、預測的風速值和風向值不準確；b)基于大數據的風向值預測，這種方法盲目性高且大數據只能預測概率而不能反映真實的風速值和風向值，而且大數據往往需要長期運行的歷史數據，數據量及價值提取需要一定的空間、時間和技術基礎，同時大數據包含了大量歷史數據；c)使用諸如激光測風儀的高精度的測風儀，但設備價格昂貴且檢測距離受限制，并且進行短期的風況預測，不能進行遠距離、提前時間更長的風況預測。

此外，從數據分析的技術路線上看，由于風電場內的測風塔數量較多，如果要和所有測風塔的數據進行通信，會造成通信周期的延長，通信周期過長，需要對數據及時刻值進行復雜的算法運算。

發明內容

提供本發明內容是為以簡化的形式介紹所選擇的構思，并在下面的具體實施方式中進一步描述這些構思。本發明內容無意明確所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也無意用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。

本發明提出了一種風力發電機組區域互聯的控制方法，對風力發電場內的相鄰的或區域內的風力發電機組建立通信連接及數據交互，在風力發電機組運行時，風力發電機組監測自身風機的風況以及周邊風力發電機組的風況，進行運行條件的冗余判斷。通過建立區域互聯，風力發電機組之間的通信時間可以達到100ms級，比SCADA(數據采集與監視控制系統)通信周期(一般為5～7秒)短，通信時間縮短，因此相鄰風力發電機組的數據可交換以應用于風力發電機的偏航或變槳控制。

在一個總體方面，提供一種風力發電機組區域互聯的控制方法，所述控制方法包括：基于在風力發電場中預定區域內的兩個或更多個風力發電機組的位置關系，將所述兩個或更多個風力發電機組中的一個預先設定為消息轉發器；通過所述消息轉發器在所述兩個或更多個風力發電機組之間進行傳感器數據交換，以用于風力發電機組的控制。