[發明專利]一種用于風電機組的偏航載荷監測控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110199110.5
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112963303B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 王勇建;宋麗麗;黃文瑜;朱秀賢;孫楊;唐來全
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D17/00
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;曹媛

本發明公開了一種用于風電機組的偏航載荷監測控制方法及系統，該方法包括：實時獲取偏航系統的全息信息簇；實時獲取風電機組的運行狀態信息和環境狀態信息；實時根據偏航系統的全息信息簇計算得到偏航系統的載荷信息簇；將偏航系統的載荷信息簇在頻域范圍內進行補償后，結合風電機組的機組狀態信息，實時追蹤尋優偏航系統載荷邊界，在保障機組發電量前提下，對偏航系統實施智能降載的控制策略。風機組件控制系統實時追蹤尋優偏航系統載荷邊界，避免偏航機械部件過載運行，極大減少了偏航減速機、偏航大齒圈、偏航系統制動器等硬件部件的損耗，降低了偏航系統軟故障等一系列問題，保障了機組的可靠性、高可利用率以及發電量。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，具體涉及一種用于風電機組的偏航載荷監測控制系統。

背景技術

隨著國內風力發電技術的穩步快速發展、風資源開發的逐步深入以及對風資源開發中節能環保的要求，機組容量越大，市場對于大葉片大容量風電機組的需求越來越迫切，風剪切和塔影效應對偏航系統的載荷影響越來越大，目前大功率機組多采用偏航多電機直接啟動的拓撲結構，對偏航載荷實時監測計算、采取智能化偏航降載控制，成為當前大容量風電機組能夠高效可靠發電亟需解決的主要問題之一。

傳統偏航系統的設計，一般采用工頻直接啟動或軟啟動方式，通過控制偏航電機帶動機艙轉動，達到風電機組偏航對風的目的，但在整個偏航工藝過程中不能對偏航系統的實時有效載荷進行監測計算，不能有效監測大載荷并采取智能降載策略，導致風電機組運行若干年后，偏航電機、偏航減速機、大齒圈頻繁出現損毀，機組偏航故障頻發，機組可利用率大大降低，機組全生命周期運營成本增大，影響了機組的發電量和企業運行效益。

發明內容

本發明的目的在于提供用于風電機組的偏航載荷監控及控制方法及系統，偏航載荷監測和計算裝置可以實時監測偏航系統的轉速信息、電流信息、電壓信息以及機組偏航系統的狀態信息；這些信息簇經過偏航載荷監測和計算裝置內部算法實時計算，輸出偏航系統當前實時載荷信息簇，載荷信息簇由機組控制系統實時接收，監測偏航載荷運行邊界進行智能降載，對于大功率風電機組降本增效、提高機組的可靠性和發電量意義重大。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于風電機組的偏航載荷監測控制方法，該方法包括：

實時獲取偏航系統的全息信息簇；

實時獲取風電機組的運行狀態信息和環境狀態信息；

實時根據所述偏航系統的全息信息簇計算得到所述偏航系統的載荷信息簇；

將所述偏航系統的載荷信息簇在頻域范圍內進行補償后，結合所述風電機組的機組狀態信息，實時追蹤尋優偏航系統載荷邊界，在保障機組發電量前提下，對所述偏航系統實施智能降載的控制策略。

可選地，所述偏航系統的全息信息簇包括轉速信息、電流信息、電壓信息、位置信息、偏航狀態信息以及偏航系統摩擦系數。

可選地，所述根據所述偏航系統的全息信息簇計算得到所述偏航系統的載荷信息簇具體包括：

基于所述偏航系統的硬件參數建立偏航系統狀態空間載荷映像模型，其中，所述偏航系統狀態空間載荷映像模型在實時接收到所述偏航系統的全息信息簇之后，實時根據所述偏航系統的全息信息簇計算得到所述偏航系統的載荷信息簇。

可選地，所述硬件參數包括環境狀態信息、偏航驅動的電流、轉矩、電壓、偏航保持壓力值、偏航制動壓力值的實時信息。

可選地，偏航系統載荷邊界是根據風電機組設計過程中特定機組的疲勞載荷和極限載荷來劃定，偏航智能降載系統會對接收的偏航載荷信息簇和特定機組的疲勞載荷信息、極限載荷信息實時比較和監控，如果當前偏航系統載荷超過載荷邊界，在保障機組發電量前提下，對偏航系統實施智能降載控制策略。