[發明專利]一種提高風力發電機組風能利用率的風力切出控制方法

有效

• 申請號: 202110687212.1
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113309662B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 馮俊恒;劉曉輝;扶麟;郭敏;蘇鳳宇
• 申請（專利權）人: 許昌許繼風電科技有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

本發明公開了一種提高風力發電機組風能利用率的風力切出控制方法，包括：采集風速儀信號V_t，通過不同濾波器獲得不同時間長度的濾波結果；判斷風速信號的濾波結果是否大于兩組設定值，得到兩組布爾值；根據第一組布爾值判斷是否停機；若不停機，則根據第二組布爾值及對應持續時間執行降功率運行；根據預設時間內濾波結果和設定值的關系，判斷是否執行恢復功率運行。本發明能夠在不提高風力發電機組結構設計的情況下，通過改進風力發電機組的控制算法，降低疲勞載荷、減少風力發電機組大風停機情況并提高發電量。

技術領域

本發明涉及風力控制技術領域，特別涉及一種提高風力發電機組風能利用率的風力切出控制方法。

背景技術

風力發電機組的風力切出控制是風力機安全鏈的重要組成部分，其關系到風力發電機組的環境適應范圍、發電量，同時也對風力機的安全和疲勞壽命有重要影響。現行的主流切出控制方法為簡單的“濾波檢測+停機”，即當檢測值超過不同的設定區間觸發不同的安全鏈停機。隨著技術發展，風力發電機組功率和風輪直徑明顯增加，現有的簡單“濾波檢測+停機”控制已無法滿足更大功率的機組穩定運行要求。較為保守的風力切出控制方法會使風力發電機組在切出風速附近運行時頻繁觸發安全鏈停機，影響發電量和機組疲勞壽命；反之則會造成載荷過大，影響機組安全。

目前，風力發電機組主流的風力切出控制方法為“濾波檢測+停機”方案，具體流程為：檢測風速風向信號；風速信號經過濾波器1(濾波時間t₁)：風速大于V₁則觸發安全鏈1；風速信號經過濾波器2(濾波時間 t₂)：風速大于V₂則觸發安全鏈2；風速信號經過濾波器3(濾波時間t₃)：風速大于V₃則觸發安全鏈3；返回第一步。

申請號為CN201310145928.4的發明專利“風機塔架振動抑制系統和提高風機切出風速的控制系統”提出的提高切出風速的控制方法是當風速超過風機的設計切出風速時，降低發電機的額定轉速來提高風機切出風速。降低發電機額定轉速會導致發電機電流增大，需提高發電機和變流器等級參數才能適用。

申請號為CN201811587564.4的發明專利“提高風電機組大風發電量的控制方法”提出的控制方法是通過降功率提高切出風速達到提高發電量的目的。即當測得平均風速超過一定值后，給定功率以固定的速率降低功率運行。這種方法雖能提高切出風速，但無法解決大湍流工況下極限載荷過大的情況，大湍流工況下瞬時風速過大仍會造成機組頻繁停機。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種提高風力發電機組風能利用率的風力切出控制方法，能夠在不提高風力發電機組結構設計的情況下，通過改進風力發電機組的控制算法，降低疲勞載荷、減少風力發電機組大風停機情況并提高發電量。

本發明實施例提供了一種提高風力發電機組風能利用率的風力切出控制方法，其中，包括：

采集風速儀信號V_t，通過不同濾波器獲得不同時間長度的濾波結果。

判斷風速信號的濾波結果是否大于兩組設定值，得到兩組布爾值。

根據第一組布爾值判斷是否停機。

若不停機，則根據第二組布爾值執行降功率運行。

根據預設時間內濾波結果和設定值的關系，判斷是否執行恢復功率運行。

本發明實施例提供了第一種可能的實施方式，其中，所述采集風速儀信號V_t，通過不同濾波器獲得不同時間長度的濾波結果，包括：

采集t時間下的風速儀信號V_t。