风电机组的叶轮转速确定方法、变桨控制方法和控制器与流程

本公开总体说来涉及风力发电，更具体地讲，涉及一种风电机组的叶轮转速确定方法、变桨控制方法和控制器。

背景技术：

1、在风电机组运行过程中，对风电机组安全产生重大影响的因素主要是叶轮转速超过了发电机机组设计安全阈值。当叶轮转速超过安全阈值时，会导致风电机组振动过大，导致风电机组的各部件载荷过大，并导致风电机组大部件严重损坏，或者会引发发电机超速，甚至发生飞车危险。在这种情况下，风电机组需要变桨系统立即完成将三支叶片的桨距角快速调整至安全停机位置，以降低叶轮转速，其目的是有效降低风电机组各部件的载荷，保护风电机组的整机安全，避免造成重大损失。

2、当风电机组的主控系统与变桨系统之间的通信发生中断时，变桨系统无法获得叶轮转速、风速值等数据。此时，如果变桨系统盲目运行，则很可能导致风电机组过速。因此，为了保护风电机组的安全，将会触发风电机组顺桨停机，使叶片收桨到安全位置(如89度)。然而，在个别情况下，风电机组的主控系统与变桨系统之间的滑环通信只是短时间的中断，且滑环异常或电磁干扰是由滑环的旋转结构决定的，异常情况难以根除。因此，如果每当风电机组的主控系统与变桨系统之间的通信发生中断，就触发风电机组顺桨停机，则会导致很多的发电量损失。

技术实现思路

1、因此，本公开的实施例提供一种风电机组的叶轮转速确定方法、变桨控制方法和控制器，能够在风电机组的主控系统与变桨系统之间的通信发生中断时，通过对变桨电机的转矩数据进行频域变换而获得精确的叶轮转速，作为变桨系统冗余运行的依据，从而既可以避免发电量的损失，又可以确保风电机组的过速保护正常运行。

2、在一个总的方面，提供一种风电机组的叶轮转速确定方法，所述叶轮转速确定方法包括：响应于变桨系统正常运行期间风电机组的变桨控制器与主控制器之间的通信中断，对变桨电机的转矩数据进行采样；通过对采样的转矩数据进行频域变换，获得变桨电机的转矩数据的频谱；基于获得的频谱，确定风电机组的叶轮转速。

3、可选地，所述叶轮转速确定方法还包括：在对变桨电机的转矩数据进行采样之前，设置采样点数和采样频率。

4、可选地，响应于转矩数据的采样数量达到设置的采样点数，或者响应于转矩数据的采样时长达到预设时长，对采样的转矩数据进行频域变换。

5、可选地，所述频域变换包括快速傅里叶变换。

6、可选地，基于获得的频谱，确定风电机组的叶轮转速的步骤包括：基于获得的频谱中与最大信号强度对应的频率值，确定风电机组的叶轮转速。

7、可选地，基于获得的频谱，确定风电机组的叶轮转速的步骤进一步包括：响应于获得的频谱中与最大信号强度对应的频率值小于预设频率阈值，将所述频率值与60的乘积确定为风电机组的叶轮转速。

8、可选地，周期性地执行对变桨电机的转矩数据进行采样、获得变桨电机的转矩数据的频谱以及确定风电机组的叶轮转速的步骤。

9、在另一总的方面，提供一种风电机组的变桨控制方法，所述变桨控制方法宝库：响应于变桨系统正常运行期间风电机组的变桨控制器与主控制器之间的通信中断，控制变桨系统进入冗余运行模式；在冗余运行模式下，针对风电机组的各个变桨电机，以轮询方式执行如上所述的叶轮转速确定方法，以确定风电机组的叶轮转速；响应于在预设时间段内针对各个变桨电机确定的叶轮转速始终小于或等于预设转速阈值，控制变桨系统退出冗余运行模式。

10、可选地，所述变桨控制方法还包括：响应于在预设时间段内风电机组的变桨控制器与主控制器之间的通信恢复正常，控制变桨系统退出冗余运行模式。

11、可选地，所述变桨控制方法还包括：响应于变桨系统退出冗余运行模式时，风电机组的变桨控制器与主控制器之间的通信恢复正常，并且从主控制器获取的叶轮转速小于或等于预设转速阈值，控制变桨系统正常运行；响应于变桨系统退出冗余运行模式时，风电机组的变桨控制器与主控制器之间的通信仍然中断，或者从主控制器获取的叶轮转速大于预设转速阈值，触发风电机组故障停机。

12、在另一总的方面，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，实现如上所述的叶轮转速确定方法或者如上所述的变桨控制方法。

13、在另一总的方面，提供一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：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，实现如上所述的叶轮转速确定方法或者如上所述的变桨控制方法。

14、在另一总的方面，提供一种风电机组，其特征在于，所述风电机组包括如上所述的控制器。

15、根据本公开实施例的风电机组的叶轮转速确定方法、变桨控制方法和控制器，能够在风电机组的主控系统与变桨系统之间的通信发生中断时，通过对变桨电机的转矩数据进行频域变换，快速精确地确定叶轮转速，作为变桨系统冗余运行的依据，一方面可以避免发电量的损失，一方面可以确保风电机组的过速保护正常运行。

技术特征：

1.一种风电机组的叶轮转速确定方法，其特征在于，所述叶轮转速确定方法包括：

2.如权利要求1所述的叶轮转速确定方法，其特征在于，所述叶轮转速确定方法还包括：在对变桨电机的转矩数据进行采样之前，设置采样点数和采样频率。

3.如权利要求2所述的叶轮转速确定方法，其特征在于，响应于转矩数据的采样数量达到设置的采样点数，或者响应于转矩数据的采样时长达到预设时长，对采样的转矩数据进行频域变换。

4.如权利要求1所述的叶轮转速确定方法，其特征在于，所述频域变换包括快速傅里叶变换。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的叶轮转速确定方法，其特征在于，基于获得的频谱，确定风电机组的叶轮转速的步骤包括：

6.如权利要求5所述的叶轮转速确定方法，其特征在于，基于获得的频谱，确定风电机组的叶轮转速的步骤进一步包括：

7.如权利要求1所述的叶轮转速确定方法，其特征在于，周期性地执行对变桨电机的转矩数据进行采样、获得变桨电机的转矩数据的频谱以及确定风电机组的叶轮转速的步骤。

8.一种风电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法宝库：

9.如权利要求8所述的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法还包括：

10.如权利要求8或9所述的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法还包括：

11.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求如权利要求1-7中任意一项所述的叶轮转速确定方法或者如权利要求8-10中任意一项所述的变桨控制方法。

12.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括：

13.一种风电机组，其特征在于，所述风电机组包括如权利要求12所述的控制器。

技术总结
公开了一种风电机组的叶轮转速确定方法、变桨控制方法和控制器。所述叶轮转速确定方法包括：响应于变桨系统正常运行期间风电机组的变桨控制器与主控制器之间的通信中断，对变桨电机的转矩数据进行采样；通过对采样的转矩数据进行频域变换，获得变桨电机的转矩数据的频谱；基于获得的频谱，确定风电机组的叶轮转速。根据本公开，能够快速精确地确定叶轮转速，一方面可以避免发电量的损失，一方面可以确保风电机组的过速保护正常运行。

技术研发人员：马磊,霍钧,宋明彦
受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8