控制器、控制系统以及风力发电机组的制作方法

文档序号:25592757发布日期:2021-06-22 17:09阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种风力发电机组的控制系统,其特征在于,所述控制系统包括:执行机构和控制器,所述控制器包括逻辑控制单元和算法单元,其中:

逻辑控制单元基于针对风力发电机组运行的限制要求,确定所述风力发电机组运行时的控制参数设定值;

算法单元基于所述控制参数设定值执行相应的算法,并生成控制指令,将所述控制指令发送给执行机构;

执行机构基于所述控制指令执行相应的操作,使得所述风力发电机组按照所述控制参数设定值运行;

其中:

所述限制要求对应针对风力发电机组产生的不同事件,包括功率限制要求和/或转速限制要求,功率限制要求具有相应的功率限制值以及功率工作模式,转速限制要求具有相应的转速限制值以及转速工作模式。

2.根据权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述逻辑控制单元包括能量决策单元和控制参数设定单元,其中:

能量决策单元接收所述限制要求,并基于所述限制要求确定调度决策,所述调度决策包括限制值以及工作模式;

控制参数设定单元根据所述调度决策确定所述控制参数设定值。

3.根据权利要求2所述的控制系统,其特征在于,所述能量决策单元包括分级调度单元以及调度模式确定单元,其中:

分级调度单元对所述限制要求进行分类,使不同的限制要求类别对应不同的优先级,确定具有最高优先级的限制要求类别,并基于具有最高优先级的限制要求类别确定调度决策中的限制值;

调度模式确定单元基于具有最高优先级的限制要求类别对应的事件确定调度决策中的工作模式。

4.根据权利要求3所述的控制系统,其特征在于,所述分级调度单元包括分类子单元以及计算子单元,其中:

分类子单元根据所述限制要求对应的事件对所述限制要求进行分类,使不同的限制要求类别对应不同的优先级,并确定具有最高优先级的限制要求类别;

计算子单元计算具有最高优先级的限制要求类别中的所有限制要求对应的限制值,并选择限制值中的最小值作为调度决策中的限制值。

5.根据权利要求3所述的控制系统,其特征在于,所述能量决策单元还包括保护单元,其中:

保护单元接收所述限制要求,并对限制要求对应的限制值进行修正,以确保限制要求对应的限制值在合理边界内,输出修正后的限制值作为分级调度单元的输入。

6.根据权利要求5所述的控制系统,其特征在于,所述保护单元包括:

上限保护子单元以及下限保护子单元,其中:

所述上限保护子单元设定所述限制要求对应的限制值的上限值;

所述下限保护子单元设定所述限制要求对应的限制值的下限值;

当所述限制值高于上限值时,所述限制值将被修正为所述上限值;

当所述限制值低于下限值时,所述限制值将被修正为所述下限值;

当所述限制值在所述上限值与下限值之间时,所述限制值将不被修正。

7.根据权利要求2所述的控制系统,其特征在于,所述控制参数设定单元包括控制参数解析子单元,其中:

所述控制参数解析子单元根据风力发电机组的单绕组使能情况确定风力发电机组运行时的最优增益值,并且基于确定的最优增益值以及所述调度决策确定风力发电机组各运行阶段的扭矩设定值以及转速设定值。

8.根据权利要求7所述的控制系统,其特征在于,所述控制参数设定单元还包括工作模式合并子单元,其中:

当所述调度决策中的工作模式包括功率工作模式和转速工作模式时,工作模式合并子单元根据功率工作模式以及转速工作模式确定合并工作模式,所述控制参数设定单元将所述合并工作模式以及限制值作为新的调度决策输入到所述控制参数解析子单元;

所述控制参数解析子单元基于确定的最优增益值以及新的调度决策确定风力发电机组各运行阶段的扭矩设定值以及转速设定值。

9.根据权利要求8所述的控制系统,其特征在于,所述控制参数设定单元还包括限制值合并子单元,

当所述调度决策中的限制值包括功率限制值和转速限制值时,限制值合并子单元根据功率限制值和转速限制值、确定的最优增益值以及合并工作模式计算转速限制值对应的功率设定值以及功率限制值对应的功率设定值,输出转速限制值对应的功率设定值以及功率限制值对应的功率设定值中的最小值,

所述控制参数设定单元将该最小值以及所述合并工作模式作为新的调度决策输入到所述控制参数解析子单元。

10.根据权利要求7所述的控制系统,其特征在于,所述调度决策还包括功率变化率限制值和/或转速变化率限制值,所述控制参数设定单元还包括变化率限制子单元,其中:

变化率限制子单元根据功率变化率限制值和/或转速变化率限制值确定风力发电机组的每个控制周期的功率变化率限制值和/或转速变化率限制值,所述控制参数设定单元将所述每个控制周期的功率变化率限制值和/或转速变化率限制值以及调度决策中的功率限制值和/或转速限制值作为新的调度决策输入到所述控制参数解析子单元;

所述控制参数解析子单元基于确定的最优增益值以及新的调度决策确定风力发电机组各运行阶段的扭矩设定值以及转速设定值。

11.根据权利要求4所述的控制系统,其特征在于,功率限制要求还具有相应的功率变化率限制值,转速限制要求还具有相应的转速变化率限制值,

分类子单元根据所述限制要求的限制值的属性以及所述限制要求对应的事件对所述限制要求进行分类,针对每种属性确定具有最高优先级的限制要求类别;

计算子单元针对每种属性计算具有最高优先级的限制要求类别中的所有限制要求对应的限制值,并选择该限制值中的最小值作为调度决策中的限制值,

其中:功率限制值和转速限制值的属性为第一属性,功率变化率限制值和转速变化率限制值的属性为第二属性。

12.一种风力发电机组的控制器,其特征在于,所述控制器包括逻辑控制单元和算法单元,其中:

逻辑控制单元基于针对风力发电机组运行的限制要求,确定所述风力发电机组运行时的控制参数设定值;

算法单元基于所述控制参数设定值执行相应算法,并生成控制指令,将所述控制指令发送给所述风力发电机组的执行机构,

其中,

所述限制要求对应针对风力发电机组产生的不同事件,包括功率限制要求和/或转速限制要求,功率限制要求具有相应的功率限制值以及功率工作模式,转速限制要求具有相应的转速限制值以及转速工作模式。

13.一种风力发电机组,其特征在于,所述风力发电机组包括根据权利要求12所述的控制器。


技术总结
本发明提供一种控制器、控制系统以及风力发电机组。所述控制系统包括:执行机构和控制器,所述控制器包括逻辑控制单元和算法单元。逻辑控制单元基于针对风力发电机组运行的限制要求,确定所述风力发电机组运行时的控制参数设定值;算法单元基于所述控制参数设定值执行相应的算法,并生成控制指令,将所述控制指令发送给执行机构;执行机构基于所述控制指令执行相应的操作,使得所述风力发电机组按照所述控制参数设定值运行。所述控制系统能够在保护风力发电机组安全的同时提升电网友好性,并且具备良好的可扩展性。

技术研发人员:刘忠朋;吴先友
受保护的技术使用者:新疆金风科技股份有限公司
技术研发日:2019.12.19
技术公布日:2021.06.22
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