一种复杂工况动态分级控制方法、系统、介质及设备与流程

本发明主要涉及风电机组，具体涉及一种复杂工况动态分级控制方法、系统、介质及设备。

背景技术：

1、山地风场受地形影响，与平原风场风速风向特性截然不同，风况非常复杂，风向变化频繁，风速变化较快，机组在此地型风场环境下运行，对机组特定场址下控制策略提出更高的要求。风向短时大幅值变化，偏航执行机构动作，风轮平面仍无法准确对准风的来向，且风向偏差仍较大，叠加风速变化，机组运行在此风况下，承受旋转轮毂载荷、偏航轴承载荷均较大，影响风电机组的可靠性和寿命。

2、申请公开号cn202110137922.7的发明专利是通过实时监测发电机转速识别极端阵风工况，再进行风轮面动态推力削减控制。申请公开号cn202110328164.7的发明专利采用转速测量信号对极端工况进行判断，再进入限功率状态。

3、综上所述，现有的控制技术中，对极端风况的识别方式及识别后控制方式不一，部分厂家是通过对发电机转速及发电机转速变化率或者湍流强度进行相关处理来识别极端风况，但未对风向频繁变化进行识别，另识别极端风况后各厂家通过不同的控制策略进行降载运行，未能进行动态分级控制，一定程度上牺牲了机组的运行性能。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种识别复杂工况，并进行动态分级控制的复杂工况动态分级控制方法、系统、介质及设备。

2、为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种复杂工况动态分级控制方法，应用场景包括山地风场，包括步骤：

4、1)获取风电机组的状态信息，所述状态信息包括发电机转速、发电机转速变化率、桨距角、风向和风速；

5、2)根据所述风电机组的状态信息，按工况恶劣程度对风电机组的工况进行分级；

6、3)根据风电机组对应的分级工况，进入对应的控制模式对风电机组进行分级控制。

7、优选地，在步骤2)中，其中按工况恶劣程度对风电机组的工况进行分级，分别为轻度模式、深度模式和极端恶劣模式。

8、优选地，在步骤3)中，在轻度模式时，对应的控制模式为：调整轴功率设定值，轴功率按斜率降至轻度模式轴功率设置点，并调整转矩和转速设置点，且转速设置点也需按斜率进行变化，以避免因快速变化带来暂态冲击。

9、优选地，对相应的控制模式的持续时长进行计时，在计时达到预设时间后且满足退出条件时，则退出对应的控制模式。

10、优选地，在步骤3)中，在深度模式时，对应的控制模式为：进行变桨控制，在当前桨距角的基础上叠加桨距角补偿值，使机组动态运行在变转速区间，以减小恶劣工况下对能量的捕获。

11、优选地，深度模式时，对相应的控制模式的持续时长进行计时，在计时达到预设时间后且满足退出条件时，则退出对应的控制模式。

12、优选地，在步骤3)中，在极端恶劣模式时，对应的控制模式为：机组进行主动停机，执行停机动作。

13、优选地，在步骤1)中，对实时采集的风速进行t1时长滤波，风向进行t2时长滤波处理。

14、优选地，在步骤2)中，根据所述风电机组的状态信息，与预设阈值表进行比较，得到复杂工况评价值，再根据复杂工况评价值得到对应的分级。

15、本发明还公开了一种复杂工况动态分级控制系统，其中应用场景包括山地风场，包括：

16、第一模块，用于获取风电机组的状态信息，所述状态信息包括发电机转速、发电机转速变化率、桨距角、风向和风速；

17、第二模块，用于根据所述风电机组的状态信息，按工况恶劣程度对风电机组的工况进行分级；

18、第三模块，用于根据风电机组对应的分级工况，进入对应的控制模式对风电机组进行分级控制。

19、本发明进一步公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的复杂工况动态分级控制方法的步骤。

20、本发明还公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的复杂工况动态分级控制方法的步骤。

21、与现有技术相比，本发明的优点在于：

22、本发明针对特定场址下风向频繁变化现象，获取风向和风速信息，再结合发电机转速、发电机转速变化率、桨距角来对复杂工况进行识别，并建立复杂工况评价机制，根据评价值指标差异，机组运行在不同的控制模式下，降低机组承受的载荷，提高机组的安全性能。

技术特征：

1.一种复杂工况动态分级控制方法，应用场景包括山地风场，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，在步骤2)中，按工况恶劣程度对风电机组的工况进行分级，分别为轻度模式、深度模式和极端恶劣模式。

3.根据权利要求2所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，在步骤3)中，在轻度模式时，对应的控制模式为：调整轴功率设定值，轴功率按斜率降至轻度模式轴功率设置点，并调整转矩和转速设置点，且转速设置点也按斜率进行变化，以避免因快速变化带来暂态冲击。

4.根据权利要求3所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，轻度模式时，对相应的控制模式的持续时长进行计时，在计时达到预设时间后且满足退出条件时，则退出对应的控制模式。

5.根据权利要求2～4中任意一项所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，在步骤3)中，在深度模式时，对应的控制模式为：进行变桨控制，在当前桨距角的基础上叠加桨距角补偿值，使机组动态运行在变转速区间，以减小恶劣工况下对能量的捕获。

6.根据权利要求5所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，深度模式时，对相应的控制模式的持续时长进行计时，在计时达到预设时间后且满足退出条件时，则退出对应的控制模式。

7.根据权利要求2～4中任意一项所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，在步骤3)中，在极端恶劣模式时，对应的控制模式为：机组进行主动停机，执行停机动作。

8.根据权利要求1～4中任意一项所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，在步骤1)中，对实时采集的风速进行t1时长滤波，风向进行t2时长滤波处理。

9.根据权利要求1～4中任意一项所述的复杂工况动态分级控制方法，其特征在于，在步骤2)中，根据所述风电机组的状态信息，与预设阈值表进行比较，得到复杂工况评价值，再根据复杂工况评价值得到对应的分级。

10.一种复杂工况动态分级控制系统，其中应用场景包括山地风场，其特征在于，包括：

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～9中任意一项所述的复杂工况动态分级控制方法的步骤。

12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1～9中任意一项所述的复杂工况动态分级控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种复杂工况动态分级控制方法、控制系统、介质及设备，应用场景包括山地风场，此方法包括步骤：1)获取风电机组的状态信息，所述状态信息包括发电机转速、发电机转速变化率、桨距角、风向和风速；2)根据所述风电机组的状态信息，按工况恶劣程度对风电机组的工况进行分级；3)根据风电机组对应的分级工况，进入对应的控制模式对风电机组进行分级控制。本发明具有识别复杂工况并进行动态分级控制、降低机组承受的载荷、提高机组的安全性能等优点。

技术研发人员：陆仕信,刘红文,蒋韬
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11