[發(fā)明專利]一種基于儲能風(fēng)電機組極限載荷控制方法、介質(zhì)和設(shè)備

有效

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• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113236490B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林偉;蔡安民;林偉榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D7/00;F03D17/00;G06F30/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發(fā)明公開了一種基于儲能風(fēng)電機組極限載荷控制方法、介質(zhì)和設(shè)備，包括以下步驟：計算目標風(fēng)電場1年一遇極限風(fēng)速和50年一遇極限風(fēng)速之間的每個風(fēng)速V_i分別疊加電網(wǎng)失電情況下整個機組的極限載荷和整個機組的機頭的偏航角度θ_i，得出整個機組每個風(fēng)速V_i下最小極限載荷對應(yīng)的機頭的偏航角度θ_i1；將V_i和θ_i1的對應(yīng)關(guān)系下發(fā)至各機位主控或升壓站暴風(fēng)故障控制模式下；預(yù)測目標風(fēng)電場的風(fēng)速達到V_i且電網(wǎng)失電時，目標風(fēng)電場的各機位采用備用電源，機頭方向與風(fēng)向夾角為θ_i1。通過本申請的控制方法后葉片能夠選用更大的葉片，提高機組的整體發(fā)電量，充分利用風(fēng)資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種基于儲能風(fēng)電機組極限載荷控制方法、介質(zhì)和設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電領(lǐng)域平價時代的到來，風(fēng)電機組的技術(shù)創(chuàng)新和提質(zhì)增效成為風(fēng)能利用技術(shù)發(fā)展的需要面臨的首要問題。如何通過技術(shù)創(chuàng)新降低風(fēng)電機組成本，是目前風(fēng)電領(lǐng)域共同面對的重要問題。

風(fēng)電機組的載荷是影響整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成本和效率的根本因素，載荷與機組的發(fā)電性能均和機組的安全性強相關(guān)。降低機組的載荷是提高機組發(fā)電性能而提質(zhì)增效和降低制造成本的重要手段。

目前風(fēng)電領(lǐng)域多利用如GHBladed等商業(yè)軟件，依據(jù)GL和風(fēng)機IEC等級分類標準中的IEC61400標準對整機的極限和疲勞載荷進行計算分析，在計算載荷的過程中，必須考慮在風(fēng)電機組使用的壽命期內(nèi)可能出現(xiàn)的極端條件和一般可能性，如極端陣風(fēng)、50年一遇極端風(fēng)速、1年一遇極端風(fēng)速、電網(wǎng)失電、變槳故障等等可能發(fā)生的情況。而這些情況中的一種或多種情況疊加發(fā)生時，往往會產(chǎn)生極限載荷。極限載荷過大時，必須對風(fēng)電機組的各子系統(tǒng)和零部件進行加強，才能保證零部件不發(fā)生失效或破壞。極限載荷過大時，會限制機組的風(fēng)輪直徑和制造成本等，嚴重影響機組的發(fā)電性能和浪費所在場址的風(fēng)資源條件。

在有些陸上地區(qū)、近海、海上區(qū)域，存在著極端惡劣的50年一遇極端風(fēng)速和臺風(fēng)情況，而這些地區(qū)往往又是風(fēng)資源豐富的地區(qū)，有利于安裝風(fēng)力機進行發(fā)電。國際標準GL和IEC61400在風(fēng)力機整機載荷仿真時，考慮其壽命期內(nèi)所有可能發(fā)生的情況進行載荷模擬仿真，對于50年一遇極限風(fēng)速疊加電網(wǎng)失電的工況往往是機組極限載荷最大的工況，主要是因為由于電網(wǎng)失電，各子系統(tǒng)特別是偏航系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致可能會產(chǎn)生極端載荷，大大限制了各零部件的選型和優(yōu)化設(shè)計。極端惡劣風(fēng)速的存在制約了機組的選型、風(fēng)輪直徑以及塔筒的減重設(shè)計。如何降低極端風(fēng)速條件下特別是電網(wǎng)失電時的風(fēng)電機組極限載荷是改善上述限制的重要研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于儲能風(fēng)電機組極限載荷控制方法、介質(zhì)和設(shè)備，解決目前極限載荷過大，限制機組選型導(dǎo)致浪費發(fā)電性能和風(fēng)資源的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于儲能風(fēng)電機組極限載荷控制方法，包括以下步驟：

計算目標風(fēng)電場1年一遇極限風(fēng)速和50年一遇極限風(fēng)速之間的每個風(fēng)速V_i分別疊加電網(wǎng)失電情況下整個機組的極限載荷和整個機組的機頭的偏航角度θ_i，得出整個機組每個風(fēng)速V_i下最小極限載荷對應(yīng)的機頭的偏航角度θ_i1；

將V_i和θ_i1的對應(yīng)關(guān)系下發(fā)至各機位主控或升壓站暴風(fēng)故障控制模式下；

預(yù)測目標風(fēng)電場的風(fēng)速達到V_i且電網(wǎng)失電時，目標風(fēng)電場的各機位采用備用電源，機頭方向與風(fēng)向夾角為θ_i1，完成整個機組的極限載荷調(diào)節(jié)。

進一步的，所述目標風(fēng)電場中配備有風(fēng)功率預(yù)測塔，所述風(fēng)功率預(yù)測塔和各機位主控或升壓站暴風(fēng)故障控制模式通信，所述風(fēng)功率預(yù)測塔用于預(yù)測目標風(fēng)電場的風(fēng)速和風(fēng)向。