風力發(fā)電機及其控制方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術領域，特別涉及一種風力發(fā)電機及其控制方法和裝置。
【背景技術】
[0002]目前，比較常用的風力發(fā)電機組的控制方式為:根據(jù)可以測量到的量對風速進行估算，計算出最優(yōu)風能利用系數(shù)Cp所對應的轉速，然后經(jīng)過理論計算繪制出轉矩轉速曲線，通過檢測實時風速，擬合轉矩轉速曲線，確定當前轉矩輸入值，然后通過控制發(fā)電機轉矩盡快達到所需轉速。
[0003]但是，根據(jù)依賴于上述理論計算的轉矩轉速曲線來調(diào)節(jié)轉矩，不能使風機達到最優(yōu)轉速，這主要是因為:
[0004]I)在風機運行的實際環(huán)境中，能夠影響風速的因素如空氣密度、地表粗糙度、溫度等都會隨著地理位置和季節(jié)、時間的不同而發(fā)生變化，這種變化是動態(tài)的、隨機的，理論推算出來的風速值不能真實的反映實際風況。
[0005]2)風機零部件受加工誤差和運行磨損的影響，實際性能與設計性能存在差別，比如葉片氣動性能上的差異，并且這種差異將隨著部件的逐漸磨損消耗而逐漸增大，而這種差異并沒有考慮到上述理論計算中。
[0006]3)理論計算的轉矩轉速曲線存在拐點，如圖1所示的轉矩轉速曲線中，出現(xiàn)兩個拐點A、B，由于控制過程中對拐點的擬合存在難度，不利于確定風機的最優(yōu)轉速。
[0007]因此，采用傳統(tǒng)的控制方式，風機很難以最優(yōu)轉速運行，導致風機的整機性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的之一在于提出一種風力發(fā)電機及其控制方法和裝置，能夠提高風力發(fā)電機的整機效率。
[0009]進一步來講，該風力發(fā)電機的控制方法包括:設置風力發(fā)電機的轉矩調(diào)節(jié)變量T、轉矩調(diào)整增量ΛΤ、及參照功率Ptl;周期性檢測風力發(fā)電機的功率，并判斷檢測到的當前功率P。是否等于額定功率P額，若當前功率P。等于額定功率P額，則繼續(xù)檢測風力發(fā)電機的功率；若當前功率P。不等于額定功率P額，則判斷當前功率P。是否大于或等于參照功率P C1，若是，則將當前功率P。賦值給參照功率P O,并采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉矩調(diào)整方向，對轉矩調(diào)節(jié)變量T按照轉矩調(diào)整增量Δ T進行調(diào)節(jié)；若當前功率P。小于參照功率P O,則將當前功率P。賦值給參照功率P O,并改變對轉矩調(diào)節(jié)變量T的調(diào)整方向，采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉矩調(diào)整方向，對轉矩調(diào)節(jié)變量T按照轉矩調(diào)整增量△ T進行調(diào)節(jié)，繼續(xù)檢測風力發(fā)電機的功率。
[0010]在一些實施例中，若所述上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向是指對轉矩調(diào)節(jié)變量T增加轉矩調(diào)整增量ΔΤ，則:采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉矩調(diào)整方向時，轉矩調(diào)節(jié)變量T繼續(xù)增加轉矩調(diào)整增量AT ;采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉矩調(diào)整方向時，轉矩調(diào)節(jié)變量T減少轉矩調(diào)整增量ΔΤ。
[0011]在一些實施例中，若所述上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向是指對轉矩調(diào)節(jié)變量T減少轉矩調(diào)整增量ΔΤ，則:采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉矩調(diào)整方向時，轉矩調(diào)節(jié)變量T繼續(xù)減少轉矩調(diào)整增量Δ T ;采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉矩調(diào)整方向時，轉矩調(diào)節(jié)變量T增加轉矩調(diào)整增量ΔΤ。
[0012]在一些實施例中，所述轉矩調(diào)整增量AT根據(jù)風力發(fā)電機的性能參數(shù)和作業(yè)環(huán)境進行設置。
[0013]在一些實施例中，所述參照功率Ptl的初始值為初始功率，根據(jù)風力發(fā)電機的工作功率和額定功率進行設置。
[0014]與上述方法相對應的是，本發(fā)明提出的風力發(fā)電機的控制裝置包括:設置單元，用于設置風力發(fā)電機的轉矩調(diào)節(jié)變量T、轉矩調(diào)整增量AT、及參照功率Ptl;檢測單元，用于周期性檢測風力發(fā)電機的功率；判斷單元，與所述設置單元及所述檢測單元連接，用于判斷檢測到的當前功率P。是否等于額定功率Plg，以及用于判斷當前功率P。是否大于或等于參照功率Pci;迭代單元，與所述檢測單元及所述判斷單元連接，用于將檢測到的當前功率P。賦值給參照功率Pci;調(diào)節(jié)單元，與所述判斷單元連接，用于根據(jù)所述判斷單元的判斷結果，參照上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向，對轉矩調(diào)節(jié)變量T按照轉矩調(diào)整增量AT進行調(diào)節(jié)。
[0015]在一些實施例中，所述調(diào)節(jié)單元包括:方向控制子單元，用于根據(jù)所述判斷單元的判斷結果，參照上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向，確定轉矩調(diào)節(jié)變量T的調(diào)整方向；數(shù)值調(diào)節(jié)子單元，用于根據(jù)所述方向控制子單元確定的轉矩調(diào)節(jié)變量T的調(diào)整方向，對轉矩調(diào)節(jié)變量T增加或減少轉矩調(diào)整增量Δ To
[0016]在一些實施例中，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于獲取上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向，所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉矩調(diào)整方向時，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于繼續(xù)對轉矩調(diào)節(jié)變量T增加或減少轉矩調(diào)整增量Λ To
[0017]在一些實施例中，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于獲取上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向，所述上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向是指對轉矩調(diào)節(jié)變量T增加轉矩調(diào)整增量AT的情況，所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉矩調(diào)整方向時，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于繼續(xù)對轉矩調(diào)節(jié)變量T增加轉矩調(diào)整增量AT ;所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉矩調(diào)整方向時，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于對轉矩調(diào)節(jié)變量T減少轉矩調(diào)整增量Δ T ;所述上一調(diào)節(jié)周期的轉矩調(diào)整方向是指對轉矩調(diào)節(jié)變量T減少轉矩調(diào)整增量ΔΤ的情況，所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉矩調(diào)整方向時，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于繼續(xù)對轉矩調(diào)節(jié)變量T減少轉矩調(diào)整增量AT ;所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉矩調(diào)整方向時，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于對轉矩調(diào)節(jié)變量T增加轉矩調(diào)整增量Δ To
[0018]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0019]本發(fā)明中風力發(fā)電機的控制方法和裝置可避開對理論模型依賴，通過根據(jù)實測功率調(diào)節(jié)電機轉矩，以反復迭代的方式，尋求當前狀況下的最優(yōu)功率，提高整機性能。進一步來講，設置動態(tài)調(diào)節(jié)基準即轉矩調(diào)整增量△ T當功率上升時保持轉矩調(diào)整增量AT的方向，當功率下降時改變調(diào)整增量ΔΤ的方向為原調(diào)整方向的反向，這種調(diào)節(jié)方式可以不考慮風速的變化，避免因環(huán)境工況改變、加工誤差、理論轉矩轉速拐點難以擬合、理論轉矩轉速曲線與實際情況存在偏差等原因?qū)е碌恼麢C效率降低的問題，因而提高風力發(fā)電機的整機效率。
[0020]另外，本發(fā)明還提出一種風力發(fā)電機，該力發(fā)電機設置有前述任一種的風力發(fā)電機的控制裝置。由于上述任一種風力發(fā)電機的控制裝置具有上述技術效果，因此，設有該風力發(fā)電機的控制裝置的工程機械也應具備相應的技術效果，茲不贅述。
【附圖說明】
[0021]構成本發(fā)明實施例一部分的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為相關技術中轉矩轉速曲線的示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例提供的風力發(fā)電機轉速控制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領