一种风电机组功率波动控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风电机组功率控制技术领域，特别是涉及一种风电机组功率波动控制 方法及装置。
【背景技术】
[0002] 由于我国蕴含丰富的风力资源，利用风力发电机组发电已成为新能源开发利用的 一个新方向，能够创造可观的发电量，解决了我国各大地区的用电问题。风电机组主要由三 个叶片连接在轮毂处，轮毂再通过低速轴连接齿轮箱和发电机，当风带动叶片旋转后，进一 步驱动发电机进行发电。
[0003] 风电机组工作运行时，将风中的动能转换成电能，并需要有稳定的发电功率输出， 以满足用户的用电需求。但由于风在运动的过程中受气压变化、地转偏向力以及温度变化 等因素的共同作用，造成风电机组的叶片旋转速度变化较大，这使得风电机组在进行额定 功率发电时输出功率波动较大，容易引起机组设备故障，影响了风电机组的发电质量和风 力能量的利用。
[0004] 由此可见，上述现有的风电机组在功率波动控制上，仍存在有不足，如何能创设一 种设计合理有效的风电机组功率波动控制方法及装置，成为当前业界极需改进的目标。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组功率波动控制方法，使其能有效控 制不同风况下风电机组的功率输出，提高风电机组的发电性能和发电质量，从而克服现有 的风电机组在功率波动控制上的不足。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组功率波动控制方法，其特征在于， 所述方法步骤为：
[0007] (1)同时测量风电机组中发电机的转速和转矩数值；
[0008] (2)根据步骤⑴得到的发电机转速和转矩数值计算出此工况下发电机功率的实 际值；
[0009] (3)将步骤（2)得到的发电机功率的实际值与发电机额定功率值做差，再利用公 式：
[0010] 0 = KPe+Kj / e?
[0011] 其中Kp为比例系数、KT为积分系数、e为发电机功率实际值与发电机额定功率的 差值，计算出叶片变桨角度0 ;
[0012] (4)风电机组根据步骤（3)得到的叶片变桨角度0执行变桨动作。
[0013] 作为本发明的一种改进，所述步骤（1)中采用光电编码器对发电机的转速进行测 量，采用变流器对发电机的电磁转矩进行测量。
[0014] 进一步改进，所述光电编码器测得的发电机转速信号还通过转速滤波器过滤。
[0015] 进一步改进，所述变流器测得的发电机电磁转矩信号还通过转矩滤波器过滤。
[0016] 本发明还要解决的技术问题是提供一种能有效利用风能的风电机组功率波动控 制装置，使其能有效控制不同风况下风电机组的功率输出，提高风电机组的发电性能和发 电质量，从而克服现有的风电机组在功率波动控制上的不足。
[0017] 为解决上述技术问题，本发明提供一种风电机组功率波动控制装置，包括发电机 转速信号采集机构、发电机转矩信号采集机构和变桨功率控制机构，所述发电机转速信号 采集机构和发电机转矩信号采集机构分别与风电机组的发电机相连接并采集所述发电机 的转速和转矩数据，再将采集到的发电机转速和转矩数据发送给变桨功率控制机构，所述 变桨功率控制机构用于计算并输出叶片变桨角度。
[0018] 作为本发明的一种改进，所述发电机转速信号采集机构包括光电编码器和转速滤 波器，所述光电编码器的输入端与所述发电机连接，其输出端与转速滤波器的输入端连接， 所述转速滤波器的输出端与变桨功率控制机构连接。
[0019] 进一步改进，所述发电机转矩信号采集机构包括变流器和转矩滤波器，所述变流 器的输入端与发电机连接，其输出端与转矩滤波器的输入端连接，所述转矩滤波器的输出 端与变桨功率控制机构连接。
[0020] 进一步改进，所述变桨功率控制机构包括功率计算模块和PI控制器，所述转速滤 波器的输出端和转矩滤波器的输出端均与功率计算模块的输入端连接，所述功率计算模块 的输出端与PI控制器连接，所述功率计算模块用于计算并输出发电机功率的实际值，所述 PI控制器用于计算并输出叶片变桨角度。
[0021] 进一步改进，所述PI控制器采用公式：e =KpdK1 J e，其中Kp为比例系数、K1S 积分系数、e为发电机功率实际值与发电机额定功率的差值，计算叶片变桨角度e。
[0022] 采用上述的技术方案，本发明至少具有以下优点：
[0023] 1、本发明风电机组功率波动控制方法通过测定发电机的转速和转矩数值，计算发 电机功率的实际值，进一步计算出叶片变桨角度值，再通过执行叶片变桨，对发电机输出功 率进行调节，使发电机功率维持在额定功率上，克服了风速度变化引起的风力发电机功率 波动较大的问题，实现了风力发电机长期的稳定运行，对提高风电机组的控制性能和发电 质量有重要意义。
[0024] 2、本发明中通过转速滤波器和转矩滤波器对发电机的转速信号和转矩信号进行 过滤，保证了信号的稳定性和有效性。
【附图说明】
[0025] 上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下 结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 图1是本发明风电机组功率波动控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 风电机组在工作过程中受到风速的变化会引起发电机功率的波动，难以满足机组 控制性能和发电质量的要求。本发明涉及一种风电机组功率波动控制装置，能实现在机组 进行额定功率发电时功率与变桨之间的调节控制，通过调整变桨角度来克服风速变化引起 的功率波动，保证风电机组的输出稳定在额定功率上，满足了风电机组控制性能和发电质 量的要求。
[0028] 参照附图1所示，本发明风电机组功率波动控制装置，包括发电机转速信号采集 机构、发电机转矩信号采集机构和变桨功率控制机构。发电机转速信号采集机构和发电机 转矩信号采集机构分别与风电机组的发电机相连接并采集发电机的转速和转