一种上风向风力发电机组的控制方法与流程

本发明涉及上风向风力发电机组控制的技术领域，尤其是指一种上风向风力发电机组的控制方法。

背景技术：

台风发生期间，电网通常处于故障或断电状态。传统的风力发电机组控制模式下，台风发生期间，风电场若无后备电源配置，风力发电机组的偏航系统将始终处于锁定状态，无法实现对风向变化的跟随，机组将承载巨大的载荷，因此，为确保机组的安全性，台风区机组的塔架通常设计为更加强壮，进而造成整机成本的大幅增加。若风电场增加后备电源配置(确保台风期间，机组具备有效动力源，执行偏航系统实时对风)，同样项目的整体建设成本亦将大幅增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，考虑抗台型风电机组成本限制因素，提出了一种上风向风力发电机组的控制方法，旨在解决传统上风向风力发电机组台风模式下载荷过高，以及机组配置后备电源成本过高的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种上风向风力发电机组的控制方法，包括常规模式和台风模式下的控制，具体如下：

常规模式下，即非台风模式下，按上风向对风力发电机组进行控制，机组采用动力电源的主动偏航系统，实时跟踪风向变化，确保机舱与风向夹角始终在0°，保证机组发电量的最优，待机或停机情况下，桨距角处于90°位置；

台风模式下，按下风向对风力发电机组进行控制，在进入台风模式前：需先通过动力电源调整叶片桨距角处于90°正顺桨状态，再通过动力电源主动偏航调整机舱与实际风向角度呈180°，随后调整叶片桨距角处于-90°反顺桨状态；而在正式进入台风模式后：机组偏航不再接受动力电源控制，机组叶片始终处于锁定和叶轮始终处于空转状态，机组根据风载荷特征，进行被动偏航调整，确保机舱与风向夹角始终在180°，使得台风发生期间，机组载荷始终处于相对低的水平。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、通过本控制方法可实现上风向机组台风模式下处于下风向机组工作状态，因此，既可保证机组正常工作条件的发电量，同时，可使机组台风模式下的载荷有效降低，达到降低塔筒重量进而降低成本的目标。

2、通过本控制方法，可实现上风向机组亦可拥有下风向机组的被动偏航功能，以此免去后备电源的配置，降低项目整体建设成本。

附图说明

图1为本发明方法的控制逻辑示意图。

图2为上风向机组正向对风的示意图。

图3为上风向机组反向对风的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

上风向风力发电机组以其捕风效率高于下风向机组的特征被广泛应用。而下风向风力发电机组因其固有的结构形式，具有台风条件下被动偏航功能(无须动力电源即可自动对风)以及载荷低于上风向机组的优点。结合此两种机型的优势特征，本实施例提出了一种针对上风向风力发电机组的控制方法，以实现对两种机型优势特征的兼顾，控制逻辑如图1所示，方法要点如下：

常规(非台风)模式下，按上风向对风力发电机组(如图2所示)进行控制，正常发电工况下，机组采用动力电源的主动偏航系统，实时跟踪风向变化，确保机舱与风向夹角始终在0°左右，保证机组发电量的最优，待机或停机模式下，桨距角处于90°位置。

台风模式下，按下风向对风力发电机组(如图3所示)进行控制，进入台风模式前：1)通过动力电源调整叶片桨距角处于90°正顺桨状态；2)通过动力电源主动偏航调整机舱与实际风向角度呈180°；3)随后调整叶片桨距角处于-90°反顺桨状态。正式进入台风模式后：机组偏航不再接受动力电源控制，机组叶片始终处于锁定和叶轮始终处于空转状态，机组根据风载荷特征，进行被动偏航调整，确保机舱与风向夹角始终在180°，使得台风发生期间，机组载荷始终处于相对低的水平。

通过本发明方法可实现上风向机组台风模式下处于下风向机组工作状态，因此，既可保证机组正常工作条件的发电量，同时，可使机组台风模式下的载荷有效降低，达到降低塔筒重量进而降低成本的目标。另外，也可实现上风向机组亦可拥有下风向机组的被动偏航功能，以此免去后备电源的配置，降低项目整体建设成本，具有实际应用价值，值得推广。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种上风向风力发电机组的控制方法，在常规(非台风)模式下，按上风向对风力发电机组控制，采用动力电源的主动偏航系统，实时跟踪风向变化，确保机舱与风向夹角始终在0°左右，待机或停机模式下，桨距角处于90°位置。在台风模式下，按下风向对风力发电机组控制，进入台风模式前：通过动力电源调整叶片桨距角处于90°正顺桨状态及调整机舱与实际风向角度呈180°，调整叶片桨距角处于‑90°反顺桨状态。进入台风模式后：机组偏航不再接受动力电源控制，叶片始终处于锁定和叶轮始终处于空转状态，机组根据风载荷特征被动偏航调整，确保机舱与风向夹角始终在180°。本发明可解决传统台风模式下载荷过高，及机组配置后备电源成本过高的问题。

技术研发人员：高文飞;夏宗朝;李勇锋
受保护的技术使用者：明阳智慧能源集团股份公司
技术研发日：2018.10.17
技术公布日：2019.04.05