[發明專利]一種適用于風力發電機組的能量雙控管理方法和系統

有效

• 申請號: 202111042689.0
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113685315B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 侯傳晶;劉燦
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 賈耀淇

本申請公開了一種適用于風力發電機組的能量雙控管理方法和系統，根據儲能模組的電量控制發電機組的運行和停機，以及控制儲能模組的供電模式，使儲能模組和發電機組的供電能力與負載量相匹配；建立風力?發電控制模型，使發電機組根據環境風實時數據調整葉片角度和機艙偏航角度，僅通過自身調控，實現充分利用環境風，產生穩定的電能；根據發電機組的運行狀態，反向調整葉片角度，實現發電機組的容錯運行。儲能模組能量管理模式和發電機組能量管理模式相互配合，實現了儲能模組和發電機組兩端的雙控管理，既能夠很好的與負載需求相匹配，又能僅通過發電機組的自身調控實現充分利用環境風產生穩定電能，還能在發電機組出現故障時做到容錯運行。

技術領域

本申請屬于風力發電領域，具體涉及一種適用于風力發電機組的能量雙控管理方法和系統。

背景技術

風力發電是當前最具大規模發展潛力的可再生能源，各個國家均已投入了巨額資金競相研究開發，并積極推進產業化進程，力開拓市場應用。

風力發電受環境風影響很大，風力的大小、風向都會嚴重影響發電的功率、頻率，給日常用電安全造成極大隱患，因此需要通過發電機組自身的調整能力充分利用環境風，維持發電機組處于穩定工作狀態。同時，風力發電也會遇到負載電量需求很小，而發電機一直處于受風運轉、持續發電狀態，造成蓄電設施過度充電的不利影響，還會加劇發電機組的磨損。加之由于風力資源分布的特點，風力發電設備多安裝于地理和氣象條件較惡劣的山區的地勢高處，一旦設備安裝完畢，機組的運行管理和檢修維護極不方便，如何提高風力發電機組的連續可靠運行能力和容錯運行能力顯得尤為重要。

發明內容

本申請提出了一種適用于風力發電機組的能量雙控管理方法和系統，根據儲能模組中的電量，控制發電機組的運行和停機，并對儲能模組進行供電管理，使儲能模組和發電機組的供電能力與負載量相匹配；同時在發電機組端進行發電端管理，使發電機組能夠僅通過自身的調控，產生穩定的電能，使整個系統實現既能夠很好的與負載需求相匹配，又能僅通過發電機組的自身調控實現充分利用環境風產生穩定電能。

為實現上述目的，本申請提供了如下方案：

一種適用于風力發電機組的能量雙控管理方法，包括儲能模組能量管理模式和發電機組能量管理模式；

其中，發電機組的停機或運行，通過儲能模組的實時電量進行控制；

所述儲能模組能量管理模式包括如下方法：

獲取所述儲能模組的實時電量變化率，根據所述實時電量變化率調整所述儲能模組的供電模式，完成所述儲能模組能量管理模式；

所述發電機組能量管理模式包括如下方法：

根據環境風歷史數據和所述發電機組的額定工作轉速，得到發電機組的葉片角度和機艙偏航角度，建立風力-發電控制模型；

根據環境風實時數據和所述風力-發電控制模型，所述發電機組調整所述葉片角度和所述機艙偏航角度，使所述發電機組按照所述額定工作轉速運轉，完成所述發電機組能量管理模式。

優選的，所述供電模式包括儲能模組單獨供電模式和儲能模組-發電機混合供電模式；

所述儲能模組單獨供電模式為只通過所述儲能模組對負載端進行供電；

所述儲能模組-發電機混合供電模式為所述儲能模組與所述發電機組共同向所述負載端供電。

優選的，所述環境風歷史數據包括歷史風力和歷史風向；

所述環境風實時數據均包括實時風力和實時風向；

所述風力-發電控制模型的建立方法包括：

根據所述發電機組的所述額定工作轉速，得到所述發電機組的葉片轉軸標準轉速；