本發(fā)明主要涉及風(fēng)電，具體涉及一種大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、能源是人類社會(huì)發(fā)展的基石，近年來隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組正在朝著大型化方向發(fā)展，葉片不斷變大，柔性不斷增加，單機(jī)容量不斷增加。此外，為了提高風(fēng)資源利用率，風(fēng)電場開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向低風(fēng)速、高湍流資源區(qū)發(fā)展。但與此同時(shí)，風(fēng)電機(jī)組在大偏航誤差下輪轂、偏航軸承等重要部件載荷偏大問題也日益嚴(yán)重，急需一種新的控制策略來解決此類問題。

2、針對(duì)目前特定極端大偏航誤差風(fēng)況下長葉片機(jī)組存在輪轂、偏航軸承等大部件極限載荷偏大的問題，當(dāng)前存在很多解決方案，可以總結(jié)為以下兩大類：

3、1、加強(qiáng)輪轂、傳動(dòng)鏈及偏航驅(qū)動(dòng)部件強(qiáng)度來提高整機(jī)安全性能；

4、2、通過優(yōu)化控制策略，進(jìn)行針對(duì)性控制策略優(yōu)化來降低運(yùn)行中出現(xiàn)的極限載荷。

5、其中通過加強(qiáng)輪轂、傳動(dòng)鏈及偏航驅(qū)動(dòng)等部件來提高整機(jī)安全性能，即更換強(qiáng)度更高或尺寸更大的材料，但這必然會(huì)增加整機(jī)的重量與制造成本，不利于“降本增效”；因此當(dāng)前主要采用第二類方法，即通過針對(duì)性優(yōu)化控制策略，來降低整機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的極限載荷。在第二類方法中，通常情況下可以采用通過降低停機(jī)過程中的變槳速率來降低相關(guān)極限載荷，但針對(duì)長葉片機(jī)型，上述方法不再適用。此外，大偏航誤差下停機(jī)勢必會(huì)損失發(fā)電量，因此如何在保證發(fā)電量的同時(shí)降低相關(guān)部件極限載荷將是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種操作簡便、成本低的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法及系統(tǒng)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，包括步驟：

4、s1、獲取風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)；

5、s2、將所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則判斷機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)；在機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到動(dòng)態(tài)ipc幅值；

6、s3、將所述動(dòng)態(tài)ipc幅值疊加至機(jī)組變槳量中，以控制風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。

7、優(yōu)選地，在步驟s1中，獲取風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)后，對(duì)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：對(duì)得到的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，而后對(duì)風(fēng)速進(jìn)行30s滑動(dòng)濾波，對(duì)風(fēng)向進(jìn)行3s滑動(dòng)濾波，最后將得到的濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行延時(shí)處理。

8、優(yōu)選地，在步驟s2中，預(yù)設(shè)閾值根據(jù)偏航誤差判斷閾值插值表來得到；在偏航誤差判斷閾值插值表中，各預(yù)設(shè)風(fēng)速均有相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏航誤差；在實(shí)際風(fēng)速在相對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)風(fēng)速下，對(duì)應(yīng)的實(shí)際偏航誤差大于預(yù)設(shè)風(fēng)速下對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏航誤差，則判斷所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)閾值，機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)。

9、優(yōu)選地，在步驟s2中，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到動(dòng)態(tài)ipc幅值的具體過程為：

10、根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到偏航誤差倍數(shù)；

11、再根據(jù)偏航誤差倍數(shù)和偏航誤差倍數(shù)調(diào)度動(dòng)態(tài)ipc幅值插值表得到動(dòng)態(tài)ipc幅值；

12、其中偏航誤差倍數(shù)調(diào)度動(dòng)態(tài)ipc幅值插值表中，各偏航誤差倍數(shù)均對(duì)應(yīng)有ipc幅值。

13、優(yōu)選地，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到偏航誤差倍數(shù)的具體過程為：

14、當(dāng)前偏航誤差為yawerr1，當(dāng)前風(fēng)速對(duì)應(yīng)偏航誤差判斷閾值插值表中的預(yù)設(shè)偏航誤差為yawerr2，則偏航誤差倍數(shù)則為yawerr1/yawerr2。

15、優(yōu)選地，在步驟s3中，動(dòng)態(tài)ipc幅值與統(tǒng)一變槳槳距角進(jìn)行疊加，得到最終的控制給定槳距角以控制風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。

16、優(yōu)選地，當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，機(jī)組則按常規(guī)ipc發(fā)電運(yùn)行；當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于停機(jī)保護(hù)閾值時(shí)，則保護(hù)停機(jī)。

17、本發(fā)明還公開了一種大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制系統(tǒng)，包括：

18、風(fēng)速風(fēng)向測量模塊，用于獲取風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)；

19、邏輯判斷模塊，用于將所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則判斷機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)；在機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到動(dòng)態(tài)ipc幅值；

20、控制模塊，用于將所述動(dòng)態(tài)ipc幅值疊加至機(jī)組變槳量中，以控制風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。

21、本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

22、本發(fā)明還公開了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括相互連接的存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如上所述方法的步驟。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

24、本發(fā)明的大偏航誤差下的獨(dú)立變槳控制方法，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)速與偏航誤差，在大偏航誤差發(fā)生時(shí)降功降速，并開啟獨(dú)立變槳運(yùn)行模式，進(jìn)而在降低輪轂和偏航軸承等重要部件的極限載荷的同時(shí)采用不停機(jī)策略，最大化發(fā)電量，充分挖掘發(fā)電潛力；上述方法由主控程序進(jìn)行主動(dòng)判斷并執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)度與控制動(dòng)作，操作簡便，且可以以更低成本實(shí)現(xiàn)降載效果。

技術(shù)特征：

1.一種大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，在步驟s1中，獲取風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)后，對(duì)風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：對(duì)得到的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，而后對(duì)風(fēng)速進(jìn)行30s滑動(dòng)濾波，對(duì)風(fēng)向進(jìn)行3s滑動(dòng)濾波，最后將得到的濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行延時(shí)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，在步驟s2中，預(yù)設(shè)閾值根據(jù)偏航誤差判斷閾值插值表來得到；在偏航誤差判斷閾值插值表中，各預(yù)設(shè)風(fēng)速均有相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏航誤差；在實(shí)際風(fēng)速在相對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)風(fēng)速下，對(duì)應(yīng)的實(shí)際偏航誤差大于預(yù)設(shè)風(fēng)速下對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)偏航誤差，則判斷所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)閾值，機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，在步驟s2中，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到動(dòng)態(tài)ipc幅值的具體過程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到偏航誤差倍數(shù)的具體過程為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，在步驟s3中，動(dòng)態(tài)ipc幅值與統(tǒng)一變槳槳距角進(jìn)行疊加，得到最終的控制給定槳距角以控制風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，機(jī)組則按常規(guī)ipc發(fā)電運(yùn)行；當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于停機(jī)保護(hù)閾值時(shí)，則保護(hù)停機(jī)。

8.一種大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括相互連接的存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種大偏航誤差下風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)獨(dú)立變槳控制方法及系統(tǒng)，方法包括步驟：S1、獲取風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)；S2、將所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行對(duì)比；當(dāng)所述風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，則判斷機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)；在機(jī)組處于大偏航誤差狀態(tài)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值得到動(dòng)態(tài)IPC幅值；S3、將所述動(dòng)態(tài)IPC幅值疊加至機(jī)組變槳量中，以控制風(fēng)電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明在大偏航誤差發(fā)生時(shí)降功降速，并開啟獨(dú)立變槳運(yùn)行模式，進(jìn)而在降低輪轂和偏航軸承等重要部件的極限載荷的同時(shí)采用不停機(jī)策略，最大化發(fā)電量，充分挖掘發(fā)電潛力。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣韜,常晟,唐帥,萬宇賓,楊延鈞,梁鵬,謝小婷,譚磊,李益,易榮武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6