模块输出桨距角指令 值后_。
[0086] 第四步.将第三步得到的桨距角指令值β加上常规控制桨距角指令作为优化 后的桨距角指令β*，由风机主控发送至变桨执行机构。
[0087] 另外，本发明基于功率查表的变桨控制方法为：
[0088] 第一步.检测发电机功率，对检测到的发电机功率信号进行低通滤波，若发电机 功率大于风速％对应的稳态功率P ν2且小于额定功率，执行以下步骤；
[0089] 第二步.根据发电机功率查表得到最优变桨角度
[0090] 第三步.对第二步得到的最优变桨角度β _经过指令死区模块输出桨距角指令 值后_。
[0091] 第四步.将第三步得到的桨距角指令值β加上常规控制桨距角指令作为优化 后的桨距角指令β*，由风机主控发送至变桨执行机构。
[0092] 本发明经过专业风电软件Bladed进行了模拟，模拟结果证明可行，且本发明所述 奖距角确定方法是有效的。
[0093] 本发明在一台商用1. 5丽机组上进行多组仿真验证，该机组桨叶半径R为43米， V2为8m/s，额定风速V η为10m/s，风力机额定转速I. 8rad/s。
[0094] 在Bladed中经过二分逼近法反复试凑，得出风速8. 5m/s时的β _为-0. 5度、风 速8. 8m/s时的β _为-0· 8度、9. 2m/s时的β _为-L 2度、9. 8m/s时的β _为-L 8度。 根据这四组数据确定出式（17)中的待定系数Sc1=O^2=-1。
[0095] 此后仿真中[Veutin, V1]风速区间的由式（18)确定，部分仿真结果如下：
[0096] 如图4所示，本发明在9m/s风速下的验证。风速为9m/s的情况，根据式（17)计 算得到自_为-1.0度，采用本发明方法与常规方法（桨距角0度）的对比如下，可见该风 速下功率相比于常规控制提高约10. 5kW。
[0097] 如图5所示，本发明在9. 5m/s风速下的验证，风速为9. 5m/s的情况，根据式（17) 计算得到β _为-1. 5度，采用本发明方法与常规方法的对比如下，可见该风速下功率相比 于常规控制提高约为19. 8kW。
[0098] 本发明方案也在动态风速下进行了验证，验证中仍然采用式（18)计算，采用 基于风速检测的实现方法进行验证。选取恒最高转速段风速如图6(a)所示，采用本发明所 提出的技术与常规控制仿真对比结果如图6所示。
[0099] 本发明可以在现有技术的基础上提高[V2, Vn]风速区间的发电量。本发明仅仅需 要在现有变桨控制策略基础上做出小幅修改，无需增加额外硬件装置。
[0100] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特征在于，所述方法 是恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，其中：所提高发电量的风速区间是结 束MPPT段的风速到额定风速之间这一风速区间[V 2, VJ ;所适用的机组是在额定风速Vn2 前到达风力机额定转速Wn的风电机组，所述额定转速《 n在小于额定风速Vn的风速V 2到 达，同时也是风力机组的最高转速《 max。2. 根据权利要求1所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特 征在于，所述变桨控制方法，是一种基于风速检测的变桨控制方法，包括如下步骤： 第一步，检测风速，对检测到的风速信号进行低通滤波得到风速V，若风速V处于[V2， Vn]风速区间，且发电机转速《满足I ?-?max|设置为〇.〇4倍的标么值，发电机转 速的基准值为发电机同步转速，为风电机组发电运行的最高转速，执行以下步骤； 第二步，根据第一步得到的风速V，按照下式计算最优变桨角度0 ^ opt = c I (V-V2) 2+c2 (V-V2) 待定系数cdP c 2提供辨识得到； 第三步，对第二步得到的最优变桨角度0_经过指令死区模块输出桨距角指令值 运 。ptl; 第四步，将第三步得到的桨距角指令值0加上常规控制桨距角指令作为优化后的 桨距角指令0*，由风机主控发送至变桨执行机构。3. 根据权利要求2所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特 征在于，所述待定系数(^和C2通过离线辨识方法得到，具体为：在专业风电仿真软件中对 [V 2, VJ风速区间内某一风速分别设定不同桨距角大小，比较不同桨距角下的功率输出，输 出功率最大所对应的桨距角即为该风速下的，选取[v 2, Vn]风速区间内的其他风速点 采用同样的方法分别确定出各自对应的e _，通过参数拟合得到待定系数CdP C 2。4. 根据权利要求2所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特 征在于，确定最优变桨角度e _t时，为避免桨距角频繁动作，对检测到的风速信号进行低 通滤波处理得到风速V，对于上述公式计算得到的需要设定指令死区，即经过指令死 区模块。5. 根据权利要求2-4任一项所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制 方法，其特征在于，所述指令死区模块，其功能由受指令死区阈值e dz控制的保持器实现， 如果保持器输出I^ptl与最优变桨角度e _差值的绝对值大于e dz，则保持器输出当前的 最优变桨角度否则保持器处于保持状态，输出上一时刻的e。_。6. 根据权利要求1所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特 征在于，所述变桨控制方法，是一种基于功率查表的变桨控制方法，包括如下步骤： 步骤一，检测发电机功率，对检测到的发电机功率信号进行低通滤波，若发电机功率大 于风速^对应的稳态功率Pv2且小于额定功率，且发电机转速《满足I max|〈C^， 设置为0. 04倍的标么值，发电机转速的基准值为发电机同步转速，Umax为风电机组发电运 tx的最尚转速，执彳丁以下步骤； 步骤二，根据发电机功率查表得到最优变桨角度e 步骤三，对第二步得到的最优变桨角度卩_经过指令死区模块输出桨距角指令值 运 。ptl; 步骤四，将第三步得到的桨距角指令值e加上常规控制桨距角指令作为优化后的 桨距角指令e*，由风机主控发送至变桨执行机构。7. 根据权利要求6所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特 征在于，所述最优变桨角度e _，采用以下方法确定：检测风速，对检测到的风速信号进行 低通滤波得到风速V，根据公式e _ = C i (V-V2) 2+c2 (V-V2)，待定系数cdP C 2提供辨识得到； 在确定待定系数CjPc2并已知[V2, Vn]风速区间内发电机稳态功率曲线的基础上，按照一 定风速间隔选取[V2, Vn]风速区间内一定数量的离散风速点，根据与这些离散风速点一一 对应的发电机稳态功率和0_制作一张关于发电机稳态功率和0 _ 对应的表，表中 对于不在V2对应稳态功率和Vn对应稳态功率之间的功率对应的e _为O ;实现时根据实 时测量得到的发电机功率通过查表和线性插值获取e _。8. 根据权利要求7所述的风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特 征在于，所述待定系数(^和C2通过离线辨识方法得到，具体为：在专业风电仿真软件中对 [V 2, VJ风速区间内某一风速分别设定不同桨距角大小，比较不同桨距角下的功率输出，输 出功率最大所对应的桨距角即为该风速下的，选取[v 2, Vn]风速区间内的其他风速点 采用同样的方法分别确定出各自对应的e _，通过参数拟合得到待定系数CdP C 2。
【专利摘要】本发明提供了一种风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，所述方法是恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，其中：所提高发电量的风速区间是结束MPPT段的风速到额定风速之间这一风速区间；所适用的机组是在额定风速之前到达风力机额定转速的风电机组。本发明方法通过提前变桨控制，在恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，该方法对常规控制方法的变桨控制做小幅修改，变流器控制则无需改动，变桨控制的改进通过修改软件完成，无需增加硬件。
【IPC分类】F03D7/00
【公开号】CN104948385
【申请号】CN201510363542
【发明人】蔡旭, 贾锋, 李征
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月26日