风力发电机组的功率提升方法和装置及风力发电机组与流程

本公开总体说来涉及风力发电，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的功率方法和装置及风力发电机组。

背景技术：

1、目前，为了追求发电效率或者风电场运行效益最大化，可以采用多种不同的功率控制模式(例如，功率提升(power boost)模式、额定工作模式、负载降低模式等)来控制风力发电机组运行，以便风力发电机组在不同的条件下灵活发电。在常规工作模式下，风力发电机组例如可以以额定功率运行，而在功率提升模式和负载降低模式下，风力发电机组的输出功率分别高于和低于额定功率。

技术实现思路

1、为了将结构化载荷保持在需求水平之下，功率提升模式的运行区间需要转移到更高的风速范围，以减少风力发电机组在功率提升模式下运行的时间。因此，本公开的实施例提供一种风力发电机组的功率提升方法和装置及风力发电机组，能够在高于额定风速的更大风速范围内实现基于载荷条件的功率提升，并且在载荷条件不被满足(即，载荷冲击过高)的情况下禁用功率提升。

2、在一个方面，提供一种风力发电机组的功率提升方法，所述功率提升方法包括：获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数，其中，所述运行参数和所述风参数均与风力发电机组承受的载荷相关；基于所述运行参数和所述风参数，计算所述风力发电机组的载荷冲击；响应于计算的载荷冲击满足预设条件，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行。

3、可选地，在所述风力发电机组以常规工作模式运行期间以及在所述风力发电机组以功率提升模式运行期间，获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数。

4、可选地，响应于计算的载荷冲击不满足预设条件，基于所述风力发电机组的额定功率和/或额定转速，控制所述风力发电机组在常规工作模式下运行。

5、可选地，所述运行参数包括所述风力发电机组的塔顶加速度和三支叶片的叶片力矩，所述风参数包括湍流强度。

6、可选地，获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数的步骤包括：获取所述塔顶加速度、所述叶片力矩以及所述湍流强度，并对获取的所述塔顶加速度、所述叶片力矩以及所述湍流强度进行滤波。

7、可选地，基于所述运行参数和所述风参数，计算所述风力发电机组的载荷冲击的步骤包括：通过对所述塔顶加速度进行非对称滤波，确定第一冲击分量；通过对所述三支叶片的叶片力矩进行非对称滤波，确定第二冲击分量；通过对所述湍流强度进行非对称滤波，确定第三冲击分量；将第一冲击分量、第二冲击分量与第三冲击分量的加权和确定为所述载荷冲击。

8、可选地，通过对所述塔顶加速度进行非对称滤波，确定第一冲击分量的步骤包括：根据第一时间因数计算预设期间前的塔顶加速度的非对称滤波的值所对应的第一结果，并将所述第一结果与当前的塔顶加速度的绝对值的最大值，确定为当前的第一冲击分量。

9、可选地，通过对所述三支叶片的叶片力矩进行非对称滤波，确定第二冲击分量的步骤包括：根据第二时间因数计算预设期间前的所述三支叶片的叶片力矩的非对称滤波的值所对应的第二结果，并将所述第二结果与当前的三支叶片的叶片力矩的最大值的绝对值的最大值，确定为当前的第二冲击分量。

10、可选地，通过对所述湍流强度进行非对称滤波，确定第三冲击分量的步骤包括：根据第三时间因数计算预设期间前的湍流强度的非对称滤波的值所对应的第三结果，并将所述第三结果与当前的湍流强度的最大值，确定为当前的第三冲击分量。

11、可选地，响应于计算的载荷冲击小于预设阈值，确定计算的载荷冲击满足预设条件，其中，所述预设阈值小于所述风力发电机组的极限载荷。

12、可选地，响应于计算的载荷冲击满足预设条件，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行的步骤包括：响应于计算的载荷冲击满足预设条件，通过预先确定的功率提升关系确定用于功率提升的功率参考值、转速参考值和扭矩参考值中的至少二者；基于所述功率参考值、转速参考值和扭矩参考值中的至少二者，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行。

13、可选地，基于所述功率参考值、转速参考值和扭矩参考值中的至少二者，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行的步骤包括：基于所述功率参考值、转速参考值和扭矩参考值中的至少二者，通过变桨机构调整风力发电机组的叶片桨距角或者通过转换器调整发电机扭矩来控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行。

14、在另一方面，提供一种风力发电机组的功率提升装置，所述功率提升装置包括：参数获取单元，被配置为：获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数，其中，所述运行参数和所述风参数均与风力发电机组承受的载荷相关；冲击计算单元，被配置为：基于所述运行参数和所述风参数，计算所述风力发电机组的载荷冲击；控制单元，被配置为：响应于计算的载荷冲击满足预设条件，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行。

15、在另一方面，提供一种可从通信网络下载和/或存储在计算机可读存储介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于实现如上所述的功率提升方法的程序代码指令。

16、在另一方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的功率提升方法。

17、在另一方面，提供一种计算装置，所述计算装置包括：处理器；和存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的功率提升方法。

18、在另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的计算装置。

19、根据本公开实施例的风力发电机组的功率提升方法和装置及风力发电机组，通过在风力发电机组承受的载荷过高的情况下禁用功率提升，能够使得功率提升策略在更大的风速范围内使用，这样一方面可以有效地提高风力发电机组的发电效率，一方面可以确保风力发电机组的电气部件不会由于过大的载荷而导致损毁。

技术特征：

1.一种风力发电机组的功率提升方法，其特征在于，所述功率提升方法包括：

2.如权利要求1所述的功率提升方法，其特征在于，在所述风力发电机组以常规工作模式运行期间以及在所述风力发电机组以功率提升模式运行期间，获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数。

3.如权利要求1或2所述的功率提升方法，其特征在于，响应于计算的载荷冲击不满足预设条件，基于所述风力发电机组的额定功率和/或额定转速，控制所述风力发电机组在常规工作模式下运行。

4.如权利要求1所述的功率提升方法，其特征在于，所述运行参数包括所述风力发电机组的塔顶加速度和三支叶片的叶片力矩，所述风参数包括湍流强度。

5.如权利要求4所述的功率提升方法，其特征在于，获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数的步骤包括：

6.如权利要求4所述的功率提升方法，其特征在于，基于所述运行参数和所述风参数，计算所述风力发电机组的载荷冲击的步骤包括：

7.如权利要求5所述的功率提升方法，其特征在于，通过对所述塔顶加速度进行非对称滤波，确定第一冲击分量的步骤包括：

8.如权利要求5所述的功率提升方法，其特征在于，通过对所述三支叶片的叶片力矩进行非对称滤波，确定第二冲击分量的步骤包括：

9.如权利要求5所述的功率提升方法，其特征在于，通过对所述湍流强度进行非对称滤波，确定第三冲击分量的步骤包括：

10.如权利要求1所述的功率提升方法，其特征在于，响应于计算的载荷冲击小于预设阈值，确定计算的载荷冲击满足预设条件，

11.如权利要求1所述的功率提升方法，其特征在于，响应于计算的载荷冲击满足预设条件，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行的步骤包括：

12.如权利要求10所述的功率提升方法，其特征在于，基于所述功率参考值、转速参考值和扭矩参考值中的至少二者，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行的步骤包括：

13.一种风力发电机组的功率提升装置，其特征在于，所述功率提升装置包括：

14.一种可从通信网络下载和/或存储在计算机可读存储介质上的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括用于实现如权利要求1至12中任意一项所述的功率提升方法的程序代码指令。

15.一种计算装置，其特征在于，所述计算装置包括：

16.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求15所述的计算装置。

技术总结
公开了一种风力发电机组的功率提升方法和装置及风力发电机组。所述功率提升方法包括：获取所述风力发电机组的运行参数及其机位点的风参数，其中，所述运行参数和所述风参数均与风力发电机组承受的载荷相关；基于所述运行参数和所述风参数，计算所述风力发电机组的载荷冲击；响应于计算的载荷冲击满足预设条件，控制所述风力发电机组在功率提升模式下运行。

技术研发人员：皮特·福格·沃尔格,莫尔滕·布罗·科纳克
受保护的技术使用者：金风科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6