中 角度-风能利用系数曲线示意图；
[0051]图8为本发明实施例提供的一种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制方法中 6 CN 104696161 A 说明书 4/8页 将风力发电机组的控制区域分转折点示意图；
[0052]图9为本发明实施例提供的一种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制方法中 突变区域的预先确定过程的流程图。
【具体实施方式】
[0053]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0054]请参阅图4,其示出了本发明实施例提供的一种风力发电机组最大风能捕获的变 桨控制方法的流程图，可以包括以下步骤：
[0055] 步骤S41 :获取风力发电机组的实际功率。
[0056]步骤S42 :如果风力发电机组运行于区域I或区域m内，则利用功率-角度对应 关系确定与实际功率对应的桨距角度为目标桨距角度，并利用目标桨距角度对风力发电机 组进行相应的控制。
[0057]需要说明的是，区域I和区域III的定义与【背景技术】中相关定义一致。另外，利用 目标桨距角度对风力发电机组进行相应的控制，可以是：将风力发电机组运行时的桨距角 度调整成目标桨距角度。
[0058]其中，功率-角度对应关系为利用角度-风能利用系数曲线确定的，角度-风能利 用系数曲线为：表示桨距角度对应的风能利用系数曲线与最优风能利用系数曲线的重合部 分，与该桨距角度的对应关系的曲线。
[0059]需要说明的是，利用功率-角度对应关系确定与实际功率对应的桨距角度为目标 桨距角度，可以是：根据角度-风能利用系数曲线上每个点的风能利用系数和叶尖速比计 算该点的运行功率，确定与实际功率相等的运行功率对应的点，并确定该点对应的桨距角 度为目标桨距角度。 [0060]本发明提供的一种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制方法，包括：获取风力 发电机组的实际功率；如果风力发电机组运行于区域I或区域III内，则利用功率-角度对 应关系确定与实际功率对应的桨距角度为目标桨距角度，并利用目标桨距角度对风力发电 机组进行相应的控制；其中，功率-角度对应关系为利用角度-风能利用系数曲线确定的， 角度-风能利用系数曲线为：表示桨距角度对应的风能利用系数曲线与最优风能利用系数 曲线的重合部分，与该桨距角度的对应关系的曲线。请参阅图5,其示出了风力发电机组的 不同桨距角度对应的风能利用系数曲线，其横坐标λ表示叶尖速比，纵坐标&表示风能利 用系数。以安装图5所示的叶片气动特性的叶片的2MW变速变桨风力发电机组为例，对比 采用本实施例提供的一种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制方法前后在区域I和区 域III内风能利用系数及功率输出的变化。如图6所示，通过本实施例提供的一种风力发 电机组最大风能捕获的变桨控制方法，在叶尖速比不变的情况下，通过调整桨距角度可显 著提高区域I和区域III的风能利用系数，从而提高其功率输出及风能捕获能力。由于该 技术方案只与叶片气动特性相关，因此，上述实施例提供的一种风力发电机组最大风能捕 获的变桨控制方法适用于各种气候环境下运行的变速变桨风力发电机组。 7
【主权项】
1. 一种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制方法，其特征在于，包括： 获取风力发电机组的实际功率； 如果所述风力发电机组运行于区域I或区域III内，则利用功率-角度对应关系确定 与所述实际功率对应的桨距角度为目标桨距角度，并利用所述目标桨距角度对所述风力发 电机组进行相应的控制； 其中，所述功率-角度对应关系为利用角度-风能利用系数曲线确定的，所述角度-风 能利用系数曲线为：表示所述桨距角度对应的风能利用系数曲线与最优风能利用系数曲线 的重合部分，与该桨距角度的对应关系的曲线。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括： 确定所述区域I与区域II间过渡区域的功率为第一功率； 如果所述实际功率小于所述第一功率，则确定所述风力发电机组运行于所述区域I内。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括： 确定区域II和所述区域III间过渡区域的功率为第二功率，所述区域III与区域IV间过渡区域的功率为第三功率； 如果所述实际功率大于所述第二功率且所述实际功率小于所述第三功率，则确定所述 风力发电机组运行于所述区域III内。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 如果所述风力发电机组运行于所述区域I内预先确定的突变区域或者所述区域III内 预先确定的突变区域，则利用与所述实际功率对应的突变区域内的第四功率和第五功率进 行插值计算，以获取目标桨距角度，并利用所述目标桨距角度对所述风力发电机组进行相 应的控制； 其中，所述第四功率为与所述实际功率对应的突变区域内最大的运行功率，所述第五 功率为与所述实际功率对应的突变区域内最小的运行功率。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述突变区域的预先确定过程包括： 将所述角度-风能利用系数曲线进行分段，以获取与所述桨距角度对应的N条连续的 分段曲线，N为正整数； 按照预设标准分别在第i条分段曲线选取第一过渡点，在第i+1条分段曲线上选取第 二过渡点，i为正整数，且1彡i彡N; 确定所述第一过渡点和所述第二过渡点间的曲线为突变区域。
6. -种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制装置，其特征在于，所述装置包括获取 模块和第一控制模块，其中： 所述获取模块，用于获取风力发电机组的实际功率； 所述第一控制模块，用于如果所述风力发电机组运行于区域I或区域III内，则利用功 率-角度对应关系确定与所述实际功率对应的桨距角度为目标桨距角度，并利用所述目标 桨距角度对所述风力发电机组进行相应的控制； 其中，所述功率-角度对应关系为利用角度-风能利用系数曲线确定的，所述角度-风 能利用系数曲线为：表示所述桨距角度对应的风能利用系数曲线与最优风能利用系数曲线 的重合部分，与该桨距角度的对应关系的曲线。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括第一确定单元，其中： 所述第一确定单元，用于确定所述区域I与区域II间过渡区域的功率为第一功率； 如果所述实际功率小于所述第一功率，则确定所述风力发电机组运行于所述区域I 内。
8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括第二确定单元，其中： 所述第二确定单元，用于确定区域II和所述区域III间过渡区域的功率为第二功率， 所述区域III与区域IV间过渡区域的功率为第三功率； 如果所述实际功率大于所述第二功率且所述实际功率小于所述第三功率，则确定所述 风力发电机组运行于所述区域III内。
9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二控制模块，其中： 所述第二控制模块，用于如果所述风力发电机组运行于所述区域I内预先确定的突变 区域或者所述区域III内预先确定的突变区域，则利用与所述实际功率对应的突变区域内 的第四功率和第五功率进行插值计算，以获取目标桨距角度，并利用所述目标桨距角度对 所述风力发电机组进行相应的控制； 其中，所述第四功率为与所述实际功率对应的突变区域内最大的运行功率，所述第五 功率为与所述实际功率对应的突变区域内最小的运行功率。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二控制模块包括第三确定单元， 其中： 所述第三确定单元，用于将所述角度-风能利用系数曲线进行分段，以获取与所述桨 距角度对应的N条连续的分段曲线，N为正整数； 按照预设标准分别在第i条分段曲线选取第一过渡点，在第i+1条分段曲线上选取第 二过渡点，i为正整数，且1彡i彡N; 确定所述第一过渡点和所述第二过渡点间的曲线为突变区域。
【专利摘要】本发明提供的一种风力发电机组最大风能捕获的变桨控制方法及装置，包括：获取风力发电机组的实际功率；如果风力发电机组运行于区域I或区域III内，则利用功率-角度对应关系确定与实际功率对应的桨距角度为目标桨距角度，并利用目标桨距角度对风力发电机组进行相应的控制；其中，功率-角度对应关系为利用角度-风能利用系数曲线确定的，角度-风能利用系数曲线为：表示桨距角度对应的风能利用系数曲线与最优风能利用系数曲线的重合部分，与该桨距角度的对应关系的曲线。由此，基于功率-角度对应关系确定与实际功率对应的桨距角度为目标桨距角度，利用目标桨距角度对风力发电机组进行相应控制，提高了风力发电机组的风能捕获能力。
【IPC分类】F03D7-00
【公开号】CN104696161
【申请号】CN201510108023
【发明人】杨微, 陶友传, 张凯, 刘杰, 陶芬, 韩花丽
【申请人】中船重工(重庆)海装风电设备有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月10日