基于风机功率限制的控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及风力发电，尤其涉及一种基于风机功率限制的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、风能是新时代具有巨大开发价值和应用前景的可再生能源，我国的地理条件复杂，要想充分发挥风能的作用，需要借助先进的技术手段。随着机械学和力学等学科的不断发展，风力发电技术得到进一步的升级转化。

2、风机的结构通常由轻质和高强度材料制成，因此它们非常灵活，阻尼很小，容易受到外部动力激励，如风荷载等，这些荷载在整个使用寿命期间不断作用于风力发电机。在某些极端条件下可能因为风机的过载而导致风机的使用寿命缩减，严重的甚至导致风力发电机的完全崩溃。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于风机功率限制的控制方法、装置、设备及存储介质，通过对不同情况下的风速分析来得到该风速下对应的功率上限，通过预设的控制方法结合分析得到的功率上限，可以更好的对风机的运行状态进行调整，降低风机的损耗，避免极端风况下风机的损坏，提高了风机的使用寿命。

2、第一方面，本发明的实施例提供了一种基于风机功率限制的控制方法,该方法包括：

3、获取多个风速测量值和多个风向测量值；

4、将多个风速测量值输入到风速滤波器，并根据风速滤波器的输出值查询预设的风速-功率插值表，确定第一功率上限；

5、根据风速滤波器的输出值查询预设的风速-对风偏差限值插值表，确定对风偏差限值；

6、将多个风向测量值输入到风向滤波器得到对风偏差滤波值；

7、将对风偏差限值和对风偏差滤波值输入比较器，确定第二功率上限；

8、根据预设控制方法和第一功率上限及第二功率上限，对风机功率进行调整。

9、可选地，将对风偏差限值和对风偏差滤波值输入比较器，确定第二功率上限，包括：

10、若对风偏差限值大于对风偏差滤波值，则根据对风偏差限值计算功率变化量；

11、根据功率变化量确定第二功率上限。

12、可选地，根据预设控制方法和第一功率上限及第二功率上限，对风机功率进行调整，包括：

13、若在非极端风况下，则通过调节叶片桨距角或风机发电机的扭矩使风机功率不超过第一功率上限；

14、若在极端风况下，则根据变桨控制方法调整叶片桨距角使风机功率不超过第二功率上限；

15、其中，变桨控制方法包括如下一项或多项：非线性变桨控制方法、预变桨控制方法和变参数变桨控制方法。

16、可选地，若在极端风况下，则根据变桨控制方法调整叶片桨距角使风机功率不超过第二功率上限，包括：

17、当风机在预设额定风速以上运行时，采用非线性变桨控制方法，通过调节叶片桨距角来降低风机功率，降低风机载荷；

18、当风机在预设风速区间内运行时，采用预变桨控制方法来调节叶片桨距角；

19、其中，预设额定风速在预设风速区间内；

20、当风机发电机的转速偏差值大于预设偏差值时，则采用变参数变桨控制方法，根据转速偏差值对变桨控制中的参数进行调整，降低变桨角的超调，降低风机载荷。

21、可选地，风机的发电机运行状态的划分包括：

22、第一区间，该区间为切入转速扭矩爬升区间；

23、第二区间，该区间为最优叶尖速比区间；

24、第三区间，该区间为额定转速扭矩爬升区间；

25、第四区间，该区间为额定功率以上恒功率控制区间。

26、可选地，风机的发电机运行状态的切换包括：

27、在刚并网时发电机运行状态在所述第一区间；

28、当发电机运行状态在第一区间且发电机功率超过第二区间中最小发电机功率时，发电机运行状态切入第二区间；

29、当发电机运行状态在第二区间且发电机转速达到额定转速时，发电机运行状态切入第三区间；

30、当发电机运行状态在第二区间且发电机转速下降到切入转速、发电机扭矩低于第二区间中最小扭矩时，发电机运行状态切入第一区间；

31、当发电机运行状态在第三区间且发电机扭矩达到额定扭矩时，发电机运行状态切入第四区间；

32、当发电机运行状态在第三区间且发电机转速低于额定转速、发电机扭矩小于第二区间中最小扭矩时，发电机运行状态切入第二区间；

33、当发电机运行状态在第四区间且发电机扭矩小于额定扭矩、桨距角变成最小桨距角时，发电机运行状态切入第三区间。

34、第三方面，本发明的实施例提供了一种基于风机功率限制的控制装置,该装置包括：

35、获取模块，用于获取多个风速测量值和多个风向测量值；

36、确定模块，用于将多个风速测量值输入到风速滤波器，并根据风速滤波器的输出值查询预设的风速-功率插值表，确定第一功率上限；

37、确定模块，还用于根据风速滤波器的输出值查询预设的风速-对风偏差限值插值表，确定对风偏差限值；

38、确定模块，还用于将多个风向测量值输入到风向滤波器得到对风偏差滤波值；

39、比较模块，用于将对风偏差限值和对风偏差滤波值输入比较器，确定第二功率上限；

40、调整模块，用于根据预设控制方法和第一功率上限及第二功率上限，对风机功率进行调整。

41、可选地，该装置还包括：

42、切换模块，用于在刚并网时发电机运行状态在第一区间；

43、当发电机运行状态在第一区间且发电机功率超过第二区间中最小发电机功率时，发电机运行状态切入第二区间；

44、当发电机运行状态在第二区间且发电机转速达到额定转速时，发电机运行状态切入第三区间；

45、当发电机运行状态在第二区间且发电机转速下降到切入转速、发电机扭矩低于第二区间中最小扭矩时，发电机运行状态切入第一区间；

46、当发电机运行状态在第三区间且发电机扭矩达到额定扭矩时，发电机运行状态切入第四区间；

47、当发电机运行状态在第三区间且发电机转速低于额定转速、发电机扭矩小于第二区间中最小扭矩时，发电机运行状态切入第二区间；

48、当发电机运行状态在第四区间且发电机扭矩小于额定扭矩、桨距角变成最小桨距角时，发电机运行状态切入第三区间；

49、其中，第一区间为切入转速扭矩爬升区间；第二区间为最优叶尖速比区间；第三区间为额定转速扭矩爬升区间；第四区间为额定功率以上恒功率控制区间。

50、第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任一实现方式所述的方法。

51、第四方面，本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式所述的方法。

52、本发明提供了一种基于风机功率限制的控制方法、装置、设备及存储介质，通过对不同情况下的风速分析来得到该风速下对应的功率上限，通过预设的控制方法结合分析得到的功率上限，可以更好的对风机的运行状态进行调整，降低风机的损耗，避免极端风况下风机的损坏，提高了风机的使用寿命。同时还通过风机运行状态的区间划分，使风机尽可能长时间的工作在最优状态下，进一步的减少风机的损耗，提高风机的使用寿命。

53、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。