风力发电机组的控制装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机组的控制装置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着风机行业竞争日益激烈，机组单机容量及叶轮直径的增大，机组载荷也越来 越大，对于降低风机成本的要求也越来越强烈，并且陆上塔架运输存在严格的尺寸限制。过 大的塔架推力一方面会导致塔架开发成本过高，从而影响整机开发成本；另一方面也会导 致叶片与塔架之间的净空过小，从而出现叶片扫塔的风险。
[0003] 风力发电机组在传统控制方式下正常运行时，当风速达到额定风速附近，将最小 桨距角保持在最优桨距角位置，如果此时遭遇较大阵风，因最小桨距角处在最优位置并且 无法做出过快的顺桨动作，就会导致机组的塔架推力过大，从而增加了机组的开发成本，或 因塔架尺寸过大而无法运输。另外，叶片与塔架之间的净空也会变得很小，易出现叶片扫塔 的风险，从而威胁到机组的运行安全。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施例提供一种风力发电机组的控制装置及方法，以实现调整风力发电 机组的最小桨距角，从而降低塔架推力，同时提高风力发电机组的净空，且降低叶片扫塔的 风险。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种风力发电机组的控制装置，所述 装置包括：输出功率检测模块，用于检测风力发电机组的输出功率；最小桨距角调整模块， 用于根据检测到的输出功率调整风力发电机组的最小桨距角。
[0006] 本发明的实施例还提供了一种风力发电机组的控制方法，所述方法包括：检测风 力发电机组的输出功率，根据检测到的输出功率调整风力发电机组的最小桨距角。
[0007] 本发明实施例提供的风力发电机组的控制装置及方法，基于检测到的输出功率对 风力发电机组的最小桨距角进行动态调整，克服了传统控制方式中额定风速附近最小桨距 角处在最优位置不动，而导致塔架推力过大及净空过小的问题，从而降低了风力发电机组 设计成本，同时提高了风力发电机组的运行安全。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明实施例一的风力发电机组的控制装置的结构示意图；
[0009] 图2为本发明实施例二的风力发电机组的控制方法的流程示意图；
[0010] 图3为本发明实施例三的风力发电机组的控制方法的示例性示意图。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图对本发明实施例风力发电机组的控制装置及方法进行详细描述。
[0012] 实施例一
[0013] 图1为本发明实施例一的风力发电机组的控制装置的结构示意图。如图1所示， 本发明实施例的风力发电机组的控制装置包括：输出功率检测模块101，用于检测风力发 电机组的输出功率；最小桨距角调整模块102,用于根据检测到的输出功率调整风力发电 机组的最小桨距角。
[0014] 进一步地，该控制装置还可以包括：输出功率滤波模块，用于对检测到的输出功率 进行滤波得到平均功率。这里，需要说明的是可对测得的输出功率进行一阶低通滤波，从而 滤除干扰的谐波。
[0015] 具体的，最小桨距角调整模块102可用于如果平均功率小于等于预设的最低功率 阈值，则将最小桨距角调整为风力发电机组的最优桨距角；最小桨距角调整模块102还可 用于如果平均功率大于等于风力发电机组的额定功率，则将最小桨距角调整为风力发电机 组的输出功率达到满发时的最小桨距角；最小桨距角调整模块102还可用于如果平均功率 大于预设的最低功率阈值且小于风力发电机组的额定功率时，则根据平均功率对最小桨距 角进行线性调整。
[0016] 这里，需要说明的是最小桨距角调整模块102可采用以下公式（1)执行根据平均 功率对最小桨距角进行线性调整的处理： .式 (1)
【主权项】
1. 一种风力发电机组的控制装置，其特征在于，所述装置包括： 输出功率检测模块，用于检测风力发电机组的输出功率； 最小桨距角调整模块，用于根据检测到的输出功率调整风力发电机组的最小桨距角。
2. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括：输出功率滤波模 块，用于对检测到的输出功率进行滤波得到平均功率。
3. 根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述最小桨距角调整模块用于如果 所述平均功率小于等于预设的最低功率阈值，则将所述最小桨距角调整为风力发电机组的 最优桨距角。
4. 根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述最小桨距角调整模块用于如果 所述平均功率大于等于风力发电机组的额定功率，则将所述最小桨距角调整为风力发电机 组的输出功率达到满发时的最小桨距角。
5. 根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述最小桨距角调整模块用于如果 所述平均功率大于预设的最低功率阈值且小于所述风力发电机组的额定功率时，则根据所 述平均功率对最小桨距角进行线性调整。
6. 根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述最小桨距角调整模块还用于如 果所述平均功率大于等于风力发电机组的额定功率，则将所述最小桨距角调整为风力发电 机组的输出功率达到满发时的最小桨距角，并且所述最小桨距角调整模块还用于如果所述 平均功率大于预设的最低功率阈值且小于所述风力发电机组的额定功率时，则根据所述平 均功率对最小桨距角进行线性调整。
7. 根据权利要求5或6所述的控制装置，其特征在于，所述最小桨距角调整模块通过以 下公式执行所述根据所述平均功率对最小桨距角进行线性调整的处理：
其中，ThetaMin为线性调整后的最小桨距角，ThetaRated为所述风力发电机组的输出 功率达到满发时的最小桨距角，ThetaOpt为所述风力发电机组的最优桨距角，PowerRated 为所述风力发电机组的额定功率，PowerOpt为所述风力发电机组的预设的最低功率阈值， 且 ThetaRatecU ThetaOpt、PowerRated 和 PowerOpt 均为预定的常量，PowerMean 为所述风 力发电机组的基于滤波的平均功率。
8. -种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述方法包括： 检测风力发电机组的输出功率； 根据检测到的输出功率调整风力发电机组的最小桨距角。
9. 根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括对检测到的输出功 率进行滤波得到平均功率。
10. 根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据检测到的输出功率调整风 力发电机组的最小桨距角的处理包括： 如果所述平均功率小于等于预设的最低功率阈值，则将所述最小桨距角调整为风力发 电机组的最优桨距角。
11. 根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据检测到的输出功率调整风 力发电机组的最小桨距角的处理包括： 如果所述平均功率大于等于风力发电机组的额定功率，则将所述最小桨距角调整为风 力发电机组的输出功率达到满发时的最小桨距角。
12. 根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据检测到的输出功率调整风 力发电机组的最小桨距角的处理包括： 如果所述平均功率大于预设的最低功率阈值且小于所述风力发电机组的额定功率时， 则根据所述平均功率对最小桨距角进行线性调整。
13. 根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述根据检测到的输出功率调整 风力发电机组的最小桨距角的处理还包括： 如果所述平均功率大于等于风力发电机组的额定功率，则将所述最小桨距角调整为风 力发电机组的输出功率达到满发时的最小桨距角； 如果所述平均功率大于预设的最低功率阈值且小于所述风力发电机组的额定功率时， 则根据所述平均功率对最小桨距角进行线性调整。
14. 根据权利要求12或13所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述平均功率对最 小桨距角进行线性调整的处理，包括：
其中，ThetaMin为线性调整后的最小桨距角，ThetaRated为所述风力发电机组的输出 功率达到满发时的最小桨距角，ThetaOpt为所述风力发电机组的最优桨距角，PowerRated 为所述风力发电机组的额定功率，PowerOpt为所述风力发电机组的预设的最低功率阈值， 且 ThetaRatecU ThetaOpt、PowerRated 和 PowerOpt 均为预定的常量，PowerMean 为所述风 力发电机组的基于滤波的平均功率。
【专利摘要】本发明提供了一种风力发电机组的控制装置及方法。所述控制装置包括：输出功率检测模块，用于检测风力发电机组的输出功率；最小桨距角调整模块，用于根据检测到的输出功率调整风力发电机组的最小桨距角。本发明的风力发电机组的控制装置及方法，能够对风力发电机组的最小桨距角进行动态调整，克服了传统控制方式中额定风速附近最小桨距角处在最优位置不动，而导致塔架推力过大及净空过小的问题，从而降低了风力发电机组设计成本，同时提高了风力发电机组的运行安全。
【IPC分类】F03D7-00
【公开号】CN104632524
【申请号】CN201510056077
【发明人】赵树椿, 李强
【申请人】北京金风科创风电设备有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月3日