一种基于风力变化的风机收桨方法与流程

本发明涉及风机收桨控制，具体而言，涉及一种基于风力变化的风机收桨方法。

背景技术：

1、随着新能源发展，绿色能源尤其是风力发电在能源供电领域占领着越来越重要的位置。在风力发电的过程中，为了顺应环境风力等变化，需要进行变桨控制，以此改变风机叶片的角度，以保证在最安全、设备损耗最低的情况下达到更好的发电效果。

2、在发生故障或环境异常的时候，需要进行停机处理，此时往往需要进行收桨控制，收桨过程可以根据风力调整收桨速度。由于现在一般对风机叶片执行独立变桨控制，也就是说每个叶片都会被赋予一个单独的控制系统，根据实时状况去进行变桨。由此可能造成运行过程中不同叶片工作状态例如角度差异很大的情况，同时在收桨的过程如果只是独立依赖风力变化收桨不考虑其他叶片的状况可能造成设备不平衡，长期如此会加速设备的老化，降低使用寿命。

3、因此，需要对收桨控制进行优化，需考虑不同叶片的运行状况差异以及风力情况，在此基础上对不同的叶片分别进行更高效的收桨，同时设备的兼顾平衡性和机械性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于风力变化的风机收桨方法，其目的是对不同的叶片分别进行更高效的收桨，同时设备的兼顾平衡性和机械性能。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种基于风力变化的风机收桨方法，包括以下步骤：

4、采集每个叶片的叶片桨距角，按照大到小排序分别为α、β和γ；

5、获取最小叶片桨距角γ和另外两个叶片桨距角α和β的差值大小，分别为第一差值ε1和第二差值ε2，第一差值ε1不小于第二差值ε2；

6、基于第一差值ε1、第二差值ε2和差值阈值δ的大小关系分别赋予每个叶片初始收桨速度并进行收桨；

7、在收桨过程中，根据风力情况，基于每个叶片的所述初始收桨速度分别对收桨速度进行适应性调整。

8、优选地，所述赋予每个叶片初始收桨速度并进行收桨包括：

9、叶片桨距角为α、β和γ的三个叶片分别称为blade_max,blade_mid和blade_min；

10、若所述第一差值ε1和所述第二差值ε2均大于所述差值阈值δ，则blade_max和blade_mid分别先以各自的初始收桨速度vblade_max和vblade_mid进行收桨，时间δt1后blade_min开始以其初始收桨速度vblade_min进行收桨，此时：

11、vblade_max＝v1；

12、vblade_mid＝v1*ε2/ε1；

13、

14、

15、若仅所述第一差值ε1大于所述差值阈值δ，blade_max先以其初始收桨速度vblade_max进行收桨，时间δt1后blade_mid和blade_min分别开始以各自的初始收桨速度收桨：

16、vblade_max＝v1；

17、

18、

19、

20、若所述第一差值ε1和所述第二差值ε2没有大于所述差值阈值δ，每个叶片同时以初始收桨速度v1开始收桨。

21、优选地，所述v1的确定方法为根据当前风力值和风电机组自身机械性能确定；

22、风力值越大所述v1越大，且所述v1小于风电机组自身机械性能能承受的阈值收桨速度vth。

23、优选地，所述v1的取值范围为4-7度每秒。

24、优选地，所述对收桨速度进行适应性调整的方法包括：

25、在每个叶片上分别安装一个振动传感器检测各自的振动幅度；

26、若某个叶片的振动幅度a超过振动安全阈值ath，则根据该叶片的振动幅度a对该叶片的收桨速度进行加速，加速后的收桨速度vnew。

27、优选地，根据该叶片的振动幅度a对该叶片的收桨速度进行加速的方法为：

28、获取评估参数p：

29、

30、若所述评估参数p>50％：

31、vnew＝vth；

32、其中，vnew为对该叶片的收桨速度进行加速后的收桨速度，vth为风电机组自身机械性能能承受的阈值收桨速度；

33、若所述评估参数p≤50％：

34、vnew＝vold*p*(vth-vold)；

35、其中，vold为对叶片的收桨速度进行加速前的收桨速度，其值等于该叶片的初始收桨速度。

36、优选地，若有两个叶片的所述振动幅度a超过所述振动安全阈值ath，且两个叶片的所述评估参数p分别为p1和p2；

37、在对这两个叶片的收桨速度进行加速后，对剩下的一个叶片进行加速：

38、vnew＝vold*min(p1,p2)*(vth-vold)；

39、如果vnew>vth，vnew＝vth。

40、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

41、本发明对每个叶片分别进行针对性控制，适应性更强；

42、本发明尽量调整、协调叶片之间的收桨完成时间，对整个风机设备的平衡性有益，进一步来说能降低设备的磨损，提升设备使用寿命；

43、本发明的基本速度取决于风力和设备自身性能，既保证在不良条件尽快收桨，有防止超出设备承受能力；

44、本发明在初始收桨动作以后还会对设备各个叶片的振动进行监测，以此达到推测风力实时状况的目的，测量简单易于实现；

45、本发明在初始收桨动作以后还会对设备各个叶片的收桨速度基于风力进行调整，进一步保证了收桨效率，防止风力承受过大却迟迟不能完成停机的情况发生；

46、本发明设计合理、算法思路简单，计算成本较低，可以兼顾收桨效率和设备损耗情况，便于推广和应用。

技术特征：

1.一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于，所述赋予每个叶片初始收桨速度并进行收桨包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于：所述v1的确定方法为根据当前风力值和风电机组自身机械性能确定；

4.根据权利要求3所述的一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于：所述v1的取值范围为4-7度每秒。

5.根据权利要求1所述的一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于，所述对收桨速度进行适应性调整的方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于，根据该叶片的振动幅度a对该叶片的收桨速度进行加速的方法为：

7.根据权利要求6所述的一种基于风力变化的风机收桨方法，其特征在于，若有两个叶片的所述振动幅度a超过所述振动安全阈值ath，且两个叶片的所述评估参数p分别为p1和p2；

技术总结
本发明提供了一种基于风力变化的风机收桨方法，涉及风机收桨控制技术领域，其目的是对不同的叶片分别进行更高效的收桨，同时设备的兼顾平衡性和机械性能，包括采集每个叶片的叶片桨距角；获取最小叶片桨距角γ和另外两个叶片桨距角α和β的差值大小，分别为第一差值ε<subgt;1</subgt;和第二差值ε<subgt;2</subgt;，第一差值ε<subgt;1</subgt;不小于第二差值ε<subgt;2</subgt;；基于第一差值ε<subgt;1</subgt;、第二差值ε<subgt;2</subgt;和差值阈值δ的大小关系分别赋予每个叶片初始收桨速度并进行收桨；在收桨过程中，根据风力情况，基于每个叶片的所述初始收桨速度分别对收桨速度进行适应性调整。本发明具有收桨效率高的同时兼顾设备平衡性减少设备磨损的优点。

技术研发人员：张澄辉,王向伟,刘佳,孟一非,帖中华,贾波
受保护的技术使用者：华能新能源股份有限公司河北分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14