一种叶片控制系统、方法、装置及可读存储介质与流程

本发明涉及风力发电机控制领域，特别涉及一种叶片控制系统、方法、装置及可读存储介质。

背景技术：

大型风力发电机组叶片在正常运行时，叶片表面都会存在分离流动。风力机叶片根部相对厚度较大，同时由于实际生产中叶根扭角的限制，该部分的翼型工作在较大的迎角下，不可避免地会出现流动分离的现象。分离区的存在使得叶根只能提供少量升力；与此同时，由于风场条件、自然环境以及机组控制等复杂原因的作用下，机组运行可能偏离原始叶片设计的失速范围，增大了叶片固有的失速区域，扩大了失速范围，降低了叶片的功率输出。

当前失速处理通常为当功率明显低于正常值，人为进行时速判定，然后手动调整最小变桨角度，通过改变迎角来改善失速情况。该方式的局限性为每次需要人工介入，不能及时处理导致功率损失。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种叶片控制系统、方法、装置及可读存储介质。其具体方案如下：

一种叶片控制系统，包括：

监测模块，用于监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；

判断模块，用于根据当前实时功率和当前实时风速，判断所述风电机组是否处于失速状态，如果是，触发失速控制模块；

所述失速控制模块，用于以失速控制模式控制所述风电机组，所述失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。

优选的，所述判断模块具体用于：

根据失速判定条件，判断所述风电机组是否处于失速状态；

所述失速判定条件具体包括：

所述风电机组运行时未限功率，且当前实时功率小于对应当前实时风速的标准功率的时长超过预设时长。

优选的，所述标准功率与当前实时风速的对应关系具体为：

其中，p为所述标准功率，v为当前实时风速，p1和p2分别为对应第一风速v1和第二风速v2的第一预设功率和第二预设功率。

相应的，本发明还公开了一种叶片控制方法，包括：

监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；

根据当前实时功率和当前实时风速，判断所述风电机组是否处于失速状态；

如果是，以失速控制模式控制所述风电机组，所述失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。

优选的，所述根据当前实时功率和当前实时风速，判断所述风电机组是否处于失速状态的过程，具体包括：

根据失速判定条件，判断所述风电机组是否处于失速状态；

所述失速判定条件具体包括：

所述风电机组运行时未限功率，且当前实时功率小于对应当前实时风速的标准功率的时长超过预设时长。

优选的，所述标准功率与当前实时风速的对应关系具体为：

其中，p为所述标准功率，v为当前实时风速，p1和p2分别为对应第一风速v1和第二风速v2的第一预设功率和第二预设功率。

优选的，所述预设最小控制角度和预设控制时段根据风场地理环境和/或风机类型设定。

优选的，所述根据当前实时功率和当前实时风速，判断所述风电机组是否处于失速状态之后，还包括：

如果否，以非失速控制模式控制所述风电机组。

相应的，本发明还公开了一种叶片控制装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述叶片控制方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项所述叶片控制方法的步骤。

本申请公开了一种叶片控制系统，包括：监测模块，用于监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；判断模块，用于根据当前实时功率和当前实时风速，判断所述风电机组是否处于失速状态，如果是，触发失速控制模块；所述失速控制模块，用于以失速控制模式控制所述风电机组，所述失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。本申请整个流程中叶片控制系统持续监测实时功率和实时风速，以设定标准判断是否失速，并在失速状态时自动切换模式，主动采取措施避免了因叶片失速造成的功率损失，解决了现有技术中人工负责的缺陷，有效提高了叶片时速状态下的功率输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种叶片控制系统的结构分布图；

图2为本发明实施例中一种叶片控制方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例中一种标准功率与风速的对应关系图；

图4为本发明实施例中一种叶片控制装置的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当前失速处理通常为当功率明显低于正常值，人为进行时速判定，然后手动调整最小变桨角度，通过改变迎角来改善失速情况。该方式的局限性为每次需要人工介入，不能及时处理导致功率损失。

本申请整个流程中叶片控制系统持续监测实时功率和实时风速，以设定标准判断是否失速，并在失速状态时自动切换模式，主动采取措施避免了因叶片失速造成的功率损失，解决了现有技术中人工负责的缺陷，有效提高了叶片时速状态下的功率输出。

本发明实施例公开了一种叶片控制系统，参见图1所示，包括：

监测模块01，用于监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；

判断模块02，用于根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态，如果是，触发失速控制模块03；

失速控制模块03，用于以失速控制模式控制风电机组，失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。

可以理解的是，通常叶片控制系统中还会包括由判断模块02触发的非失速控制模块04，用于以psc(powerspeedcontroller，功率速度控制器)控制风电机组。

优选的，判断模块02具体用于：

根据失速判定条件，判断风电机组是否处于失速状态；

失速判定条件具体包括：

风电机组运行时未限功率，且当前实时功率小于对应当前实时风速的标准功率的时长超过预设时长。

优选的，标准功率与当前实时风速的对应关系具体为：

其中，p为标准功率，v为当前实时风速，p1和p2分别为对应第一风速v1和第二风速v2的第一预设功率和第二预设功率。

本申请公开了一种叶片控制系统，包括：监测模块，用于监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；判断模块，用于根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态，如果是，触发失速控制模块；失速控制模块，用于以失速控制模式控制风电机组，失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。本申请整个流程中叶片控制系统持续监测实时功率和实时风速，以设定标准判断是否失速，并在失速状态时自动切换模式，主动采取措施避免了因叶片失速造成的功率损失，解决了现有技术中人工负责的缺陷，有效提高了叶片时速状态下的功率输出。

相应的，本发明还公开了一种叶片控制方法，参见图2所示，包括：

s1：监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；

s2：根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态；

s3：如果是，以失速控制模式控制风电机组，失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。

其中，预设最小控制角度和预设控制时段一般根据风场地理环境和/或风机类型设定，该风场地理环境具体指风电机组所在的风场的受风方向、风力大小等由风场的地理位置决定的风力环境。

可以理解的是，根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态之后，还可以包括：

s4：如果否，以非失速控制模式控制风电机组。

具体的，非失速控制模式一般通过psc实现。

通常，当实现了预设控制时段的步骤s3后，风电机组会再次进入psc模式，尝试以非失速状态运行，该运行过程中仍然需要对当前实施功率和当前实时风速的监测和失速状态的判断，一旦风电机组再次处于失速状态，则再次进入步骤s3的失速控制模式。

本申请整个流程中叶片控制系统持续监测实时功率和实时风速，以设定标准判断是否失速，并在失速状态时自动切换模式，主动采取措施避免了因叶片失速造成的功率损失，解决了现有技术中人工负责的缺陷，有效提高了叶片时速状态下的功率输出。

本发明实施例公开了一种具体的叶片控制方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。

具体的，根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态的过程，包括：

根据失速判定条件，判断风电机组是否处于失速状态；

失速判定条件具体包括：

风电机组运行时未限功率，且当前实时功率小于对应当前实时风速的标准功率的时长超过预设时长。

可以理解的是，风电机组运行模式包括限功率运行和非限功率运行，只有在未限功率时才需要去判断风电机组是否失速。标准功率与当前实时风速为正相关，具体的数值关系通常以图3中的分段线性函数或其他方式体现，具体对应关系需要根据实际情况确定，此处不作具体限制。

参见图3所示，标准功率与当前实时风速的对应关系具体为：

其中，p为标准功率，v为当前实时风速，p1和p2分别为对应第一风速v1和第二风速v2的第一预设功率和第二预设功率。

可见，图3中实际上只有两个关键点a(v1,p1)和b(v2,p2)，点a左侧标准功率为0，ab之间标准功率为线性插值，点b右侧标准功率恒定为p2，因此在该图中，如果v≤v1，不需要比较当前实时功率p和p2，即可确定风电机组在非失速状态，直接采用psc控制。

相应的，本发明还公开了一种叶片控制装置，参见图4所示，包括处理器11和存储器12；其中，处理11执行存储器12中保存的计算机程序时实现以下步骤：

监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；

根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态；

如果是，以失速控制模式控制风电机组，失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。

本申请整个流程中叶片控制系统持续监测实时功率和实时风速，以设定标准判断是否失速，并在失速状态时自动切换模式，主动采取措施避免了因叶片失速造成的功率损失，解决了现有技术中人工负责的缺陷，有效提高了叶片时速状态下的功率输出。

在一些具体的实施例中，处理器11执行存储器12中保存的计算机子程序时，具体可以实现以下步骤：

根据失速判定条件，判断风电机组是否处于失速状态；

失速判定条件具体包括：

风电机组运行时未限功率，且当前实时功率小于对应当前实时风速的标准功率的时长超过预设时长。

在一些具体的实施例中，标准功率与当前实时风速的对应关系具体为：

其中，p为标准功率，v为当前实时风速，p1和p2分别为对应第一风速v1和第二风速v2的第一预设功率和第二预设功率。

在一些具体的实施例中，预设最小控制角度和预设控制时段根据风场地理环境和/或风机类型设定。

在一些具体的实施例中，处理器11执行存储器12中保存的计算机子程序时，具体可以实现以下步骤：

如果否，以非失速控制模式控制风电机组。

进一步的，本实施例中的叶片控制装置，还可以包括：

输入接口13，用于获取外界导入的计算机程序，并将获取到的计算机程序保存至存储器12中，还可以用于获取外界终端设备传输的各种指令和参数，并传输至处理器11中，以便处理器11利用上述各种指令和参数展开相应的处理。本实施例中，输入接口13具体可以包括但不限于usb接口、串行接口、语音输入接口、指纹输入接口、硬盘读取接口等。

输出接口14，用于将处理器11产生的各种数据输出至与其相连的终端设备，以便于与输出接口14相连的其他终端设备能够获取到处理器11产生的各种数据。本实施例中，输出接口14具体可以包括但不限于usb接口、串行接口等。

通讯单元15，用于在叶片控制装置和外部服务器之间建立远程通讯连接，以便于叶片控制装置能够将镜像文件挂载到外部服务器中。本实施例中，通讯单元15具体可以包括但不限于基于无线通讯技术或有线通讯技术的远程通讯单元。

键盘16，用于获取用户通过实时敲击键帽而输入的各种参数数据或指令。

显示器17，用于对叶片控制过程的相关信息进行实时显示，以便于用户及时地了解当前叶片控制情况。

鼠标18，可以用于协助用户输入数据并简化用户的操作。

进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动硬盘、cd-rom或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质。计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

监测风电机组的当前实时功率和当前实时风速；

根据当前实时功率和当前实时风速，判断风电机组是否处于失速状态；

如果是，以失速控制模式控制风电机组，失速控制模式包括叶片的预设最小控制角度和预设控制时段。

本申请整个流程中叶片控制系统持续监测实时功率和实时风速，以设定标准判断是否失速，并在失速状态时自动切换模式，主动采取措施避免了因叶片失速造成的功率损失，解决了现有技术中人工负责的缺陷，有效提高了叶片时速状态下的功率输出。

在一些具体的实施例中，计算机可读存储介质中存储的计算机子程序被处理器执行时，具体可以实现以下步骤：

根据失速判定条件，判断风电机组是否处于失速状态；

失速判定条件具体包括：

风电机组运行时未限功率，且当前实时功率小于对应当前实时风速的标准功率的时长超过预设时长。

在一些具体的实施例中，标准功率与当前实时风速的对应关系具体为：

其中，p为标准功率，v为当前实时风速，p1和p2分别为对应第一风速v1和第二风速v2的第一预设功率和第二预设功率。

在一些具体的实施例中，预设最小控制角度和预设控制时段根据风场地理环境和/或风机类型设定。

在一些具体的实施例中，计算机可读存储介质中存储的计算机子程序被处理器执行时，具体可以实现以下步骤：

如果否，以非失速控制模式控制风电机组。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种叶片控制系统、方法、装置及可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。