[實(shí)用新型]一種對(duì)風(fēng)電機(jī)組空氣密度實(shí)時(shí)修正的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020231875.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN212318217U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳凱;朱長(zhǎng)江;于海舒;毛秋連
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司;華能新能源股份有限公司;華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種對(duì)風(fēng)電機(jī)組空氣密度實(shí)時(shí)修正的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置與環(huán)境測(cè)量傳感器；所述風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置由嵌入式控制器構(gòu)成，部署在風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)站，并且連接到風(fēng)電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中，與風(fēng)電場(chǎng)的各個(gè)風(fēng)電機(jī)組組成環(huán)網(wǎng)；所述風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置與各個(gè)風(fēng)電機(jī)組通訊；所述環(huán)境測(cè)量傳感器用于測(cè)量所在位置的溫度、氣壓，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)全部傳輸給風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置。本實(shí)用新型提供了一種經(jīng)濟(jì)、高效的對(duì)風(fēng)電機(jī)組空氣密度實(shí)時(shí)修正的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)電機(jī)組在低風(fēng)速段運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的平方成正比，此比例系數(shù)被稱為最佳轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_opt。而最佳轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_opt又與空氣密度ρ成正比。目前風(fēng)電機(jī)組控制策略通常是將空氣密度ρ取風(fēng)電場(chǎng)的年平均密度值，由此得到風(fēng)電機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_opt。但實(shí)際上，空氣密度ρ受溫度T和氣壓P的影響，是一個(gè)變化量。因此使用年平均密度計(jì)算風(fēng)電機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)矩系數(shù)K_opt，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組在低風(fēng)速段不能實(shí)現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)矩控制，進(jìn)而會(huì)損失部分發(fā)電量。

針對(duì)風(fēng)電機(jī)組的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制要求，需要在風(fēng)電場(chǎng)的所有風(fēng)電機(jī)組上安裝測(cè)量傳感器，實(shí)時(shí)計(jì)算風(fēng)電機(jī)組的空氣密度。但這不符合降本增效的要求。

單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組上安裝測(cè)量傳感器，也存在如果測(cè)量傳感器損壞，則無(wú)法實(shí)時(shí)計(jì)算空氣密度的風(fēng)險(xiǎn)。

目前的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制通常只有遠(yuǎn)程啟停控制或功率分配控制，不參與單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的算法控制，沒(méi)有充分利用風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制的全場(chǎng)計(jì)算調(diào)度優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)是在計(jì)算最佳轉(zhuǎn)矩系數(shù)時(shí)，通常將風(fēng)電場(chǎng)的年平均空氣密度作為計(jì)算量，忽略因空氣密度變化而造成的影響。

即使空氣密度實(shí)時(shí)計(jì)算，也是每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組獨(dú)立安裝控制，不僅造成了成本浪費(fèi)，而且風(fēng)電機(jī)組間的測(cè)量傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)冗余控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種經(jīng)濟(jì)、高效的對(duì)風(fēng)電機(jī)組空氣密度實(shí)時(shí)修正的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種對(duì)風(fēng)電機(jī)組空氣密度實(shí)時(shí)修正的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制系統(tǒng)，包括風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置與環(huán)境測(cè)量傳感器；所述風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置由嵌入式控制器構(gòu)成，部署在風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)站，并且連接到風(fēng)電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中，與風(fēng)電場(chǎng)的各個(gè)風(fēng)電機(jī)組組成環(huán)網(wǎng)；所述風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置與各個(gè)風(fēng)電機(jī)組通訊；所述環(huán)境測(cè)量傳感器用于測(cè)量所在位置的溫度、氣壓，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)全部傳輸給風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置。

進(jìn)一步，所述風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置與各個(gè)風(fēng)電機(jī)組通訊方式為Modbus TCP/IP或倍福ADS通訊協(xié)議。

再進(jìn)一步，所述環(huán)境測(cè)量傳感器包括溫度傳感器和氣壓傳感器。

優(yōu)選的，所述環(huán)境測(cè)量傳感器安裝在風(fēng)電場(chǎng)設(shè)定位置的風(fēng)電機(jī)組上。不需要在整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的所有風(fēng)電機(jī)組都安裝，只在風(fēng)電場(chǎng)特定位置的風(fēng)電機(jī)組上安裝即可。

本實(shí)用新型中，該系統(tǒng)包括風(fēng)電場(chǎng)級(jí)控制裝置與環(huán)境測(cè)量傳感器。風(fēng)電場(chǎng)級(jí)控制裝置實(shí)時(shí)計(jì)算空氣密度，對(duì)年平均空氣密度修正補(bǔ)償，改變了原有的風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制不參與風(fēng)電機(jī)組算法控制的傳統(tǒng)。針對(duì)風(fēng)電機(jī)組的測(cè)量傳感器存在安裝重復(fù)性的問(wèn)題，特別是價(jià)值較高的傳感器，只在風(fēng)電場(chǎng)特定位置的風(fēng)電機(jī)組上安裝，由風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)級(jí)控制裝置實(shí)現(xiàn)各個(gè)風(fēng)電機(jī)組之間的傳感器信息共享。修正補(bǔ)償后的空氣密度值能夠真實(shí)反映風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際空氣密度，由此可以計(jì)算出風(fēng)電機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)矩系數(shù)，實(shí)現(xiàn)在低風(fēng)速段時(shí)風(fēng)電機(jī)組的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制，進(jìn)而達(dá)到提升風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量的目的。