[發(fā)明專利]一種風電機組偏航運行時反向滑移控制方法及控制終端

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310552114.6
• 申請日: 2023-05-17
• 公開（公告）號: CN116335878B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鋼強;田家彬;劉小龍;馬永東;孫吉昌;梁開一
• 申請（專利權(quán)）人: 中車山東風電有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;G06F30/20;G06F17/11;G06F119/14
• 代理公司: 山東舜源聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37359
• 代理人: 張亮

1.一種風電機組偏航運行時反向滑移控制方法，其特征在于，方法包括：

步驟一、確定風電機組偏航系統(tǒng)最大驅(qū)動力矩與極限外部風載荷的差值；

風電機組偏航系統(tǒng)最大驅(qū)動能力與極限外部風載荷的差值采用以下公示計算：

(5)

假定偏航驅(qū)動電機承受的堵轉(zhuǎn)持續(xù)時間為，極限外部風載荷在持續(xù)時間內(nèi)的平均值為M_m，風電機組偏航系統(tǒng)最大堵轉(zhuǎn)力矩與極限外部風載荷短時平均值的差值采用以下公示計算：

(6)

根據(jù)公式（5）和（6）判斷，如果和大于0，則不會產(chǎn)生機艙反向滑移；M_m為極限外部風載荷；

如果和小于0則會產(chǎn)生機艙反向滑移；

步驟二、計算偏航系統(tǒng)運行時在極限載荷作用下產(chǎn)生的機艙反向滑移力矩和滑移加速度；

產(chǎn)生的偏航系統(tǒng)反向滑移力矩和由以下公式分別計算：

(7)

(8)

再結(jié)合產(chǎn)生的偏航系統(tǒng)反向滑移力矩和，分別計算機艙反向滑移加速度和，計算方式為：

(9)

(10)；

步驟三、計算由于機艙反向滑移導致的偏航驅(qū)動齒輪附加沖擊力矩范圍和承受力矩范圍；

由風電機組主控系統(tǒng)根據(jù)測量的偏航電機旋轉(zhuǎn)速度，實時計算加速度并判斷機組是否正常運行：

判斷通過測量獲得的實時反向滑移加速度是否落于預(yù)先計算出的反向滑移加速度區(qū)間[]，如果小于區(qū)間下限，則說明此時未出現(xiàn)或出現(xiàn)小于預(yù)設(shè)閾值的滑移，機組正常運行；

如果實時反向滑移加速度落入?yún)^(qū)間[]，此時的外部風載荷大于預(yù)設(shè)風載荷閾值，則再判斷機艙反向滑移產(chǎn)生的沖擊力矩；

方法中，還解析機艙反向滑移導致的偏航驅(qū)動齒輪附加沖擊力矩為：

(11)

則機艙反向滑移導致的偏航驅(qū)動齒輪附加沖擊力矩范圍為[，]，其中；

機艙反向滑移導致的偏航驅(qū)動齒輪承受力矩為：

(12)

(13)；

方法中，根據(jù)偏航驅(qū)動齒輪承受力矩范圍對偏航驅(qū)動系統(tǒng)許用力矩進行選型：

當偏航驅(qū)動齒輪許用力矩時，偏航驅(qū)動齒輪許用力矩由以下公式確定：

(14)

其中，和為比例調(diào)整系數(shù)，；

步驟四、確定偏航驅(qū)動齒輪許用力矩，根據(jù)風電機組偏航運行時機艙反向滑移加速度和持續(xù)時間進行偏航控制；

當風電機組偏航系統(tǒng)正常偏航旋轉(zhuǎn)運行時，通過實時測量偏航電機是否出現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)速度，并對實時反向旋轉(zhuǎn)速度時間序列對時間求導數(shù)，判斷偏航電機是否出現(xiàn)反向滑移并獲得偏航電機實時反向滑移加速度；

方法根據(jù)偏航驅(qū)動齒輪許用力矩和極限外部風載荷短時平均值M_m反推偏航系統(tǒng)承受的滑移加速度：

(15)

將作為風電機組偏航系統(tǒng)運行時機艙反向滑移的加速度閾值，如果偏航運行時通過測量偏航電機旋轉(zhuǎn)速度獲得的實時反向滑移加速度超過該閾值，則觸發(fā)主控系統(tǒng)執(zhí)行停機保護指令；同時實時統(tǒng)計偏航運行時機艙反向滑移持續(xù)時間，當反向滑移持續(xù)時間超過設(shè)定的時間閾值時，則觸發(fā)主控系統(tǒng)執(zhí)行停機保護指令；

當反向滑移持續(xù)時間未超過設(shè)定的時間閾值時，則執(zhí)行如下方式：

在風電機組運行期間，通過機艙振動傳感器實時監(jiān)測機艙是否運行在設(shè)定的振動閾值內(nèi)；如果在振動閾值內(nèi)，且實際振動閾值次數(shù)P未超過閾值次數(shù)e，則機組正常運行；

如果實際振動閾值次數(shù)P超過閾值次數(shù)e，則調(diào)整允許的滑移時間閾值，重新計算極限外部風載荷在時間內(nèi)的平均值M_m，并重新確定偏航系統(tǒng)運行時機艙反向滑移的加速度閾值，經(jīng)過預(yù)設(shè)次大風風況持續(xù)周期迭代后使得機艙振動閾值次數(shù)降至閾值次數(shù)e范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電機組偏航運行時反向滑移控制方法，其特征在于，

方法中統(tǒng)計不同風場項目風電機組偏航運行時允許的滑移時間閾值迭代尋優(yōu)值，作為其他風電機組設(shè)計初始值的參考。

3.一種控制終端，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至2任一項所述風電機組偏航運行時反向滑移控制方法的步驟。