一种风力发电机组的控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于风力发电领域，具体涉及一种风力发电机组的控制方法。
【背景技术】
[0002]现有的风力发电机组应对阵风风况主要有风电机组自身处理和风电场预报处理两类方式。
[0003]风电机组自身处理主要通过自身设置的风向、风速传感器，针对自身运行状态实现实时调控。这种方法存在不足，首先，当风电机组自身传感器探测到风况异常时，风况已经抵达风电机组，由于风电机组结构和控制上的巨大惯性，其应急响应往往有较大时延。这种情况下会出现动作不及时，系统达到甚至超越极限工况，导致系统保护、停机。这给风电机组的运行带来极大的安全隐患。其次，为了针对这样的极限工况，提高机组安全设计裕度将带来成本上的大幅增加。当风力发电机组因为阵风导致的系统保护和停机，即使不出现安全事故，由于频繁停机、保护、等待、确认、重启风力发电机组，给风力发电机组的运行效率和稳定性带来负面影响。
[0004]风电场预报处理根据短期天气预报和超短期天气预报可以给出一定时间后的阵风预报，但最小时间尺度停留在小时级别，利用这种阵风预报的处理往往要求风力发电机组降容运行以保证足够的运行裕度保证安全。这将降低风电场的整体效率，损失发电量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种安全可靠的风力发电机组的控制方法。
[0006]本发明的技术方案是，一种风力发电机组的控制方法，其包括以下步骤:
步骤1、通过本地或远程通信系统，获取预估的风况特征值和风机运行状态初始值，风况特征值至少包括风电机组所在地理位置的各时间点的预估风速，风机运行状态初始值至少包括初始状态的叶轮转速Rot Spdint、初始状态的叶片桨角Ptangint、初始状态的风机输出功率 Pwroutint;
步骤2、根据预估的风况特征值、风机运行状态初始值和风力发电机组控制参数，计算各时间点的风电机组的运行状态值，风力发电机组设计参数至少包括额定转速、超速阈值、额定功率、不同转速、桨距角、风速下吸收功率系数，风电机组的运行状态值至少包括当前叶轮运行转速Rotspd1、叶片桨角Ptang1、风机输出功率Pwrouti，风力发电机组控制参数至少包括吸收功率系数和输出功率曲线；
步骤3、将步骤2的风电机组的运行状态值与风电机组的设计安全阀值进行比较，当超过预先的设定范围时，则进入步骤4，否则进入步骤5;
步骤4、采取降低吸收功率系数和提高功率输出的方法，降低叶轮动能、提高叶轮动能安全裕量，得到修正的风力发电机组控制参数，修正的控制参数至少包括修正吸收功率系数和修正输出功率曲线，进入步骤2，利用修正的风力发电机组控制参数替代步骤2中的风力发电机组控制参数；
步骤5、将满足设计安全阀值的风力发电机组控制参数，作为最终风机控制系统的执行参数。
[0007]本发明的有益技术效果是，当风电机组的运行状态值与风电机组的设计安全阀值超过预先的设定范围时，通过不停机而采取降低吸收功率系数和提高功率输出的方法，降低叶轮动能、提高叶轮动能安全裕量，得到修正的风力发电机组控制参数，提高了风电机组响应速度，避免停机带来的能量损耗和机械载荷，提高了风电机组的可利用率，避免全体停机带来的总能量损耗以及大范围功率波动对电网的冲击，提高风电场的电网适应性。
【附图说明】
[0008]图1本发明实施例控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0010]参照附图，一种风力发电机组的控制方法，其包括以下步骤:
步骤1、通过本地或远程通信系统，获取预估的风况特征值和风机运行状态初始值，风况特征值至少包括风电机组所在地理位置的各时间点的预估风速，风机运行状态初始值至少包括初始状态的叶轮转速Rot Spdint、初始状态的叶片桨角Ptangint、初始状态的风机输出功率 Pwroutint;
步骤2、根据预估的风况特征值、风机运行状态初始值和风力发电机组控制参数，计算各时间点的风电机组的运行状态值，风力发电机组设计参数至少包括额定转速、超速阈值、额定功率、不同转速、桨距角、风速下吸收功率系数，风电机组的运行状态值至少包括当前叶轮运行转速Rotspd1、叶片桨角Ptang1、风机输出功率Pwrouti，风力发电机组控制参数至少包括吸收功率系数和输出功率曲线；
步骤3、将步骤2的风电机组的运行状态值与风电机组的设计安全阀值进行比较，当超过预先的设定范围时，则进入步骤4，否则进入步骤5;
步骤4、采取降低吸收功率系数和提高功率输出的方法，降低叶轮动能、提高叶轮动能安全裕量，得到修正的风力发电机组控制参数，修正的控制参数至少包括修正吸收功率系数和修正输出功率曲线，进入步骤2，利用修正的风力发电机组控制参数替代步骤2中的风力发电机组控制参数；
步骤5、将满足设计安全阀值的风力发电机组控制参数，作为最终风机控制系统的执行参数。
【主权项】
1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤: 步骤1、通过本地或远程通信系统，获取预估的风况特征值和风机运行状态初始值，风况特征值至少包括风电机组所在地理位置的各时间点的预估风速，风机运行状态初始值至少包括初始状态的叶轮转速Rot Spdint、初始状态的叶片桨角Ptangint、初始状态的风机输出功率 Pwroutint; 步骤2、根据预估的风况特征值、风机运行状态初始值和风力发电机组控制参数，计算各时间点的风电机组的运行状态值，风力发电机组设计参数至少包括额定转速、超速阈值、额定功率、不同转速、桨距角、风速下吸收功率系数，风电机组的运行状态值至少包括当前叶轮运行转速Rotspd1、叶片桨角Ptang1、风机输出功率Pwrouti，风力发电机组控制参数至少包括吸收功率系数和输出功率曲线； 步骤3、将步骤2的风电机组的运行状态值与风电机组的设计安全阀值进行比较，当超过预先的设定范围时，则进入步骤4，否则进入步骤5; 步骤4、采取降低吸收功率系数和提高功率输出的方法，降低叶轮动能、提高叶轮动能安全裕量，得到修正的风力发电机组控制参数，修正的控制参数至少包括修正吸收功率系数和修正输出功率曲线，进入步骤2，利用修正的风力发电机组控制参数替代步骤2中的风力发电机组控制参数； 步骤5、将满足设计安全阀值的风力发电机组控制参数，作为最终风机控制系统的执行参数。
【专利摘要】本发明涉及一种风力发电机组的控制方法，其包括以下步骤：步骤1、通过本地或远程通信系统，获取预估的风况特征值和风机运行状态初始值；步骤2、根据预估的风况特征值、风机运行状态初始值和风力发电机组控制参数，计算各时间点的风电机组的运行状态值；步骤3、将步骤2的风电机组的运行状态值与风电机组的设计安全阀值进行比较；步骤4、采取降低吸收功率系数和提高功率输出的方法，得到修正的风力发电机组控制参数；步骤5、将满足设计安全阀值的风力发电机组控制参数，作为最终风机控制系统的执行参数。本发明提高了风电机组响应速度，避免停机带来的能量损耗和机械载荷。
【IPC分类】F03D7/00
【公开号】CN105545590
【申请号】CN201510950698
【发明人】黄凌翔, 宋晓萍, 熊弦
【申请人】湘电风能有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月19日