風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著風(fēng)機行業(yè)競爭日益激烈，機組單機容量及葉輪直徑的增大，機組載荷也越來 越大，對于降低風(fēng)機成本的要求也越來越強烈，并且陸上塔架運輸存在嚴(yán)格的尺寸限制。過 大的塔架推力一方面會導(dǎo)致塔架開發(fā)成本過高，從而影響整機開發(fā)成本；另一方面也會導(dǎo) 致葉片與塔架之間的凈空過小，從而出現(xiàn)葉片掃塔的風(fēng)險。
[0003] 風(fēng)力發(fā)電機組在傳統(tǒng)控制方式下正常運行時，當(dāng)風(fēng)速達到額定風(fēng)速附近，將最小 槳距角保持在最優(yōu)槳距角位置，如果此時遭遇較大陣風(fēng)，因最小槳距角處在最優(yōu)位置并且 無法做出過快的順槳動作，就會導(dǎo)致機組的塔架推力過大，從而增加了機組的開發(fā)成本，或 因塔架尺寸過大而無法運輸。另外，葉片與塔架之間的凈空也會變得很小，易出現(xiàn)葉片掃塔 的風(fēng)險，從而威脅到機組的運行安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法，以實現(xiàn)調(diào)整風(fēng)力發(fā)電 機組的最小槳距角，從而降低塔架推力，同時提高風(fēng)力發(fā)電機組的凈空，且降低葉片掃塔的 風(fēng)險。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置，所述 裝置包括：輸出功率檢測模塊，用于檢測風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率；最小槳距角調(diào)整模塊， 用于根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角。
[0006] 本發(fā)明的實施例還提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，所述方法包括：檢測風(fēng) 力發(fā)電機組的輸出功率，根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角。
[0007] 本發(fā)明實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法，基于檢測到的輸出功率對 風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角進行動態(tài)調(diào)整，克服了傳統(tǒng)控制方式中額定風(fēng)速附近最小槳距 角處在最優(yōu)位置不動，而導(dǎo)致塔架推力過大及凈空過小的問題，從而降低了風(fēng)力發(fā)電機組 設(shè)計成本，同時提高了風(fēng)力發(fā)電機組的運行安全。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明實施例一的風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009] 圖2為本發(fā)明實施例二的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法的流程示意圖；
[0010] 圖3為本發(fā)明實施例三的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法的示例性示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法進行詳細描述。
[0012] 實施例一
[0013] 圖1為本發(fā)明實施例一的風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示， 本發(fā)明實施例的風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置包括：輸出功率檢測模塊101，用于檢測風(fēng)力發(fā) 電機組的輸出功率；最小槳距角調(diào)整模塊102,用于根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng)力發(fā)電 機組的最小槳距角。
[0014] 進一步地，該控制裝置還可以包括：輸出功率濾波模塊，用于對檢測到的輸出功率 進行濾波得到平均功率。這里，需要說明的是可對測得的輸出功率進行一階低通濾波，從而 濾除干擾的諧波。
[0015] 具體的，最小槳距角調(diào)整模塊102可用于如果平均功率小于等于預(yù)設(shè)的最低功率 閾值，則將最小槳距角調(diào)整為風(fēng)力發(fā)電機組的最優(yōu)槳距角；最小槳距角調(diào)整模塊102還可 用于如果平均功率大于等于風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，則將最小槳距角調(diào)整為風(fēng)力發(fā)電機 組的輸出功率達到滿發(fā)時的最小槳距角；最小槳距角調(diào)整模塊102還可用于如果平均功率 大于預(yù)設(shè)的最低功率閾值且小于風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率時，則根據(jù)平均功率對最小槳距 角進行線性調(diào)整。
[0016] 這里，需要說明的是最小槳距角調(diào)整模塊102可采用以下公式（1)執(zhí)行根據(jù)平均 功率對最小槳距角進行線性調(diào)整的處理： .式 (1)
【主權(quán)項】
1. 一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置，其特征在于，所述裝置包括： 輸出功率檢測模塊，用于檢測風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率； 最小槳距角調(diào)整模塊，用于根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括：輸出功率濾波模 塊，用于對檢測到的輸出功率進行濾波得到平均功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于，所述最小槳距角調(diào)整模塊用于如果 所述平均功率小于等于預(yù)設(shè)的最低功率閾值，則將所述最小槳距角調(diào)整為風(fēng)力發(fā)電機組的 最優(yōu)槳距角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于，所述最小槳距角調(diào)整模塊用于如果 所述平均功率大于等于風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，則將所述最小槳距角調(diào)整為風(fēng)力發(fā)電機 組的輸出功率達到滿發(fā)時的最小槳距角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于，所述最小槳距角調(diào)整模塊用于如果 所述平均功率大于預(yù)設(shè)的最低功率閾值且小于所述風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率時，則根據(jù)所 述平均功率對最小槳距角進行線性調(diào)整。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述最小槳距角調(diào)整模塊還用于如 果所述平均功率大于等于風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，則將所述最小槳距角調(diào)整為風(fēng)力發(fā)電 機組的輸出功率達到滿發(fā)時的最小槳距角，并且所述最小槳距角調(diào)整模塊還用于如果所述 平均功率大于預(yù)設(shè)的最低功率閾值且小于所述風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率時，則根據(jù)所述平 均功率對最小槳距角進行線性調(diào)整。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制裝置，其特征在于，所述最小槳距角調(diào)整模塊通過以 下公式執(zhí)行所述根據(jù)所述平均功率對最小槳距角進行線性調(diào)整的處理：
其中，ThetaMin為線性調(diào)整后的最小槳距角，ThetaRated為所述風(fēng)力發(fā)電機組的輸出 功率達到滿發(fā)時的最小槳距角，ThetaOpt為所述風(fēng)力發(fā)電機組的最優(yōu)槳距角，PowerRated 為所述風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，PowerOpt為所述風(fēng)力發(fā)電機組的預(yù)設(shè)的最低功率閾值， 且 ThetaRatecU ThetaOpt、PowerRated 和 PowerOpt 均為預(yù)定的常量，PowerMean 為所述風(fēng) 力發(fā)電機組的基于濾波的平均功率。
8. -種風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，其特征在于，所述方法包括： 檢測風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率； 根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述方法還包括對檢測到的輸出功 率進行濾波得到平均功率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng) 力發(fā)電機組的最小槳距角的處理包括： 如果所述平均功率小于等于預(yù)設(shè)的最低功率閾值，則將所述最小槳距角調(diào)整為風(fēng)力發(fā) 電機組的最優(yōu)槳距角。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng) 力發(fā)電機組的最小槳距角的處理包括： 如果所述平均功率大于等于風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，則將所述最小槳距角調(diào)整為風(fēng) 力發(fā)電機組的輸出功率達到滿發(fā)時的最小槳距角。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng) 力發(fā)電機組的最小槳距角的處理包括： 如果所述平均功率大于預(yù)設(shè)的最低功率閾值且小于所述風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率時， 則根據(jù)所述平均功率對最小槳距角進行線性調(diào)整。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整 風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角的處理還包括： 如果所述平均功率大于等于風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，則將所述最小槳距角調(diào)整為風(fēng) 力發(fā)電機組的輸出功率達到滿發(fā)時的最小槳距角； 如果所述平均功率大于預(yù)設(shè)的最低功率閾值且小于所述風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率時， 則根據(jù)所述平均功率對最小槳距角進行線性調(diào)整。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述平均功率對最 小槳距角進行線性調(diào)整的處理，包括：
其中，ThetaMin為線性調(diào)整后的最小槳距角，ThetaRated為所述風(fēng)力發(fā)電機組的輸出 功率達到滿發(fā)時的最小槳距角，ThetaOpt為所述風(fēng)力發(fā)電機組的最優(yōu)槳距角，PowerRated 為所述風(fēng)力發(fā)電機組的額定功率，PowerOpt為所述風(fēng)力發(fā)電機組的預(yù)設(shè)的最低功率閾值， 且 ThetaRatecU ThetaOpt、PowerRated 和 PowerOpt 均為預(yù)定的常量，PowerMean 為所述風(fēng) 力發(fā)電機組的基于濾波的平均功率。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法。所述控制裝置包括：輸出功率檢測模塊，用于檢測風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率；最小槳距角調(diào)整模塊，用于根據(jù)檢測到的輸出功率調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機組的控制裝置及方法，能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電機組的最小槳距角進行動態(tài)調(diào)整，克服了傳統(tǒng)控制方式中額定風(fēng)速附近最小槳距角處在最優(yōu)位置不動，而導(dǎo)致塔架推力過大及凈空過小的問題，從而降低了風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計成本，同時提高了風(fēng)力發(fā)電機組的運行安全。
【IPC分類】F03D7-00
【公開號】CN104632524
【申請?zhí)枴緾N201510056077
【發(fā)明人】趙樹椿, 李強
【申請人】北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月3日