[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法、裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

在審

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• 申請日: 2022-03-17
• 公開（公告）號: CN114593022A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張銳;高超;周冰鈺;高偉;方振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 陽光智維科技有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D7/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 蔡舒野

本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法、裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法包括：計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)機(jī)械功率；測量所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)電磁功率；計(jì)算所述實(shí)時(shí)機(jī)械功率和所述實(shí)時(shí)電磁功率的比值；若所述比值超出第一預(yù)設(shè)范圍，則判定存在超速風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明公開的風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法、裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速的提前預(yù)警，可以在可能引發(fā)超速的第一時(shí)間發(fā)出超速預(yù)警，以便運(yùn)維人員采取相應(yīng)的應(yīng)對策略，使得機(jī)組的轉(zhuǎn)速不致上升到超速保護(hù)定值就能快速預(yù)警，減少了超速對機(jī)組的傷害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法、裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)

對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的超速保護(hù)是風(fēng)電行業(yè)最關(guān)注的課題之一，受到了風(fēng)力發(fā)電行業(yè)技術(shù)人員的長期關(guān)注。

在現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的超速保護(hù)過程中，一般根據(jù)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速與保護(hù)定值的關(guān)系確定是否需要發(fā)出超速預(yù)警或?qū)嵤┺D(zhuǎn)速保護(hù)操作。

這種方法在本質(zhì)上是一種事后保護(hù)，必須在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速超過保護(hù)定值之后才會發(fā)出預(yù)警或?qū)嵤┍Ｗo(hù)動(dòng)作。這樣的事后保護(hù)在發(fā)出預(yù)警或?qū)嵤┍Ｗo(hù)操作時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)處于超速運(yùn)行狀態(tài)，這樣的事后保護(hù)方式對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有一定的傷害，且預(yù)警動(dòng)作反應(yīng)慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法、裝置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以實(shí)現(xiàn)快速預(yù)警，減少超速對機(jī)組的傷害。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法包括：

計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)機(jī)械功率；

測量所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)電磁功率；

計(jì)算所述實(shí)時(shí)機(jī)械功率和所述實(shí)時(shí)電磁功率的比值；

若所述比值超出第一預(yù)設(shè)范圍，則判定存在超速風(fēng)險(xiǎn)。

可選地，計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)機(jī)械功率，包括：

根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的矢量風(fēng)速和對應(yīng)的矢量線速度計(jì)算對應(yīng)的矢量入流風(fēng)速，其中，所述矢量入流風(fēng)速包括入流風(fēng)速和入流角；

根據(jù)升力系數(shù)、阻力系數(shù)和所述入流角計(jì)算轉(zhuǎn)矩系數(shù)；

根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩系數(shù)、空氣密度、所述入流風(fēng)速、葉片上任意位置的弦長和葉片上任意點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的距離計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算所述實(shí)時(shí)機(jī)械功率。

可選地，根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的矢量風(fēng)速和對應(yīng)的矢量線速度計(jì)算對應(yīng)的矢量入流風(fēng)速之前，還包括：

采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的所述矢量風(fēng)速；

確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的矢量線速度。

可選地，采集所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的所述矢量風(fēng)速，包括：

獲取測風(fēng)雷達(dá)實(shí)時(shí)測量的所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的所述矢量風(fēng)速，其中，所述測風(fēng)雷達(dá)包括激光雷達(dá)和/或聲雷達(dá)。

可選地，確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片前任意位置的矢量線速度，包括：

獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速；

測量所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上任意位置到旋轉(zhuǎn)中心的相對距離；

測量所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)平面方位角；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、所述相對距離和所述葉片旋轉(zhuǎn)平面方位角繪制出所述葉片任意位置的矢量線速度。

可選地，風(fēng)力發(fā)電機(jī)超速預(yù)警方法還包括：