风电机组功率控制方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机组功率控制方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]随着风电技术的不断成熟与发展，变桨距技术在大型风力发电机组(简称“风电机组”)中的应用更加广泛，其优越性展示出来:既能提高风力机运行的可靠性，又能保证高的风能利用系数和不断优化的输出功率系数曲线，采用变桨技术的风力机可以提高风电机组的可靠性和发电量。
[0003]但是目前现有技术的变桨距控制技术存在以下问题:需要获取来流风速，根据叶尖速比调整叶片桨距角，而风速获取存在一定误差，且根据风速调整桨距角存在滞后，对提高发电量的作用有限；同时，当变桨动作较多时，由湍流引起的发电量损失较大。因此，研究一种有效的风电机组功率控制方法，对提高风电机组的发电量至关重要。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种风电机组功率控制方法、装置及系统，以提高风电机组的发电量。
[0005]为达到上述目的，该一种风电机组功率控制方法，包括周期性执行风电机组功率控制流程，所述风电机组功率控制流程包括:获取风电机组转速；若所述风电机组转速不小于标准转速，调节当前风电机组的额定功率为预设的最大额定功率；若当前风电机组桨距角大于预设阈值，或平均输出功率不小于设计额定功率，调节当前风电机组的额定转速为设计额定转速；若当前风电机组转速达到所述设计额定转速，调节当前风电机组的额定功率为所述设计额定功率，并结束本次的所述风电机组功率控制流程。
[0006]该风电机组功率控制装置，所述装置包括:转速获取模块，用于获取风电机组转速；第一功率调节模块，与所述转速获取模块连接，用于在所述风电机组转速不小于标准转速时，调节当前风电机组的额定功率为预设的最大额定功率；第一转速调节模块，与所述第一功率调节模块连接，用于在当前风电机组桨距角大于预设阈值，或平均输出功率不小于设计额定功率时，调节当前风电机组的额定转速为设计额定转速；第二功率调节模块，与所述第一转速调节模块连接，用于在当前风电机组转速达到所述设计额定转速时，调节当前风电机组的额定功率为所述设计额定功率。
[0007]该风电机组功率控制系统，包括:风电机组转速检测器及上述任一风电机组功率控制装置，所述风电机组功率控制装置的转速获取模块与所述风电机组转速检测器连接。
[0008]本发明提供的风电机组功率控制方法、装置及系统，通过在风电机组的转速和功率较小时，快速调节额定功率为最大额定功率以提高风电机组的发电量；并在风电机组的输出功率满足最大功率输出时，再调节当前风电机组的额定转速和额定功率为设计额定转速和设计额定功率，既有效提高了风电机组的发电量，同时又尽可能保证了风电机组工作的安全性。
【附图说明】
[0009]图1为本发明提供的风电机组功率控制方法一个实施例的流程图；
[0010]图2为本发明提供的风电机组功率控制方法另一个实施例的流程图；
[0011]图3为本发明提供风电机组额定转速调节方式的控制框图；
[0012]图4为本发明提供风电机组额定功率调节方式的控制框图；
[0013]图5为本发明提供风电机组额定转速、额定功率调节方式的控制框图；
[0014]图6为本发明提供的风电机组功率控制装置一个实施例的装置方框图；
[0015]图7为本发明提供的风电机组功率控制装置另一个实施例的装置方框图。
[0016]附图标号说明
[0017]610-转速获取模块、620-第一功率调节模块、630-第一转速调节模块、640-第二功率调节模块、650-第二转速调节模块、660-桨距角/功率获取模块、670-功率/转速调节模块、680-触发模块。
【具体实施方式】
[0018]在阐述本方案的发明构思之前，对本方案中采用的参数进行相关说明，具体参数包括:
[0019]设计额定功率P1^风电机组设计完成后对应的标准输出额定功率。例如，常说的额定功率为1.5MW的风电机组，1.5MW即为对应为P-
[0020]最大额定功率P。风电机组设计完成后对应的标准输出额定功率的最大值，例如，常说的额定功率为1.5MW的风电机组，其对应的Pk可以设计为1.55MW。
[0021]平均输出功率pa—:风电机组在固定时长内所输出的实际平均功率。
[0022]并网转速《_:风电机组在并网时所需达到的最低转速。
[0023]设计额定转速W」风电机组设计完成后，工作在设计额定功率时所达到的转速。例如，常说的额定功率为1.5MW的风电机组，其对应的wj:约为17.3rpm。
[0024]最大额定转速W。风电机组设计完成后对应的设计额定转速的最大值，例如，常说的额定功率为1.5MW的风电机组，其对应的Wlr大约为17.8rpm。
[0025]预设阈值Θ u风电机组以接近最大额定功率输出时对应的桨距角。
[0026]其中，pr<P lr、wmin< wr< wlr。
[0027]本发明实施例的发明构思是在风电机组工作在输出功率较低的情况下，通过将风电机组的额定功率调节为最大额定功率，从而快速提尚风电机组的发电量；当风电机组的发电量基本达到稳定的最大额定功率输出时，再调节额定转速为设计额定转速，并将额定功率调节为设计额定功率，从而使风电机组进入到安全正常的工作状态。本发明实施例的技术方案可以适用于各种风电机组。
[0028]实施例一
[0029]图1为本发明提供的风电机组功率控制方法一个实施例的方法流程图，该方法的执行主体可以为风电机组中的机组主控系统，或是集成在该系统中的控制装置或模块。如图1所示，该风电机组功率控制方法包括周期性执行风电机组功率控制流程，该风电机组功率控制流程包括:
[0030]S101，获取风电机组转速。[0031 ] 通常，风电机组由风轮转动将风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能，风电机组转速的大小是衡量风电机组输出功率大小的重要标准。本实施例中，通过获取风电机组风轮的转速，来确定发电机输出功率的大小，并在不同运行状态下对风电机组进行不同的功率控制，以保证风电机组安全运行的情况下提高风电机组的发电量。
[0032]S102，若风电机组转速不小于标准转速，调节当前风电机组的额定功率为预设的最大额定功率。
[0033]本实施例中，风电机组的标准转速可作为衡量风电机组功率输出能力的标准值，当风电机组的转速大于该标准转速时，表征当前输出功率基本达到额定输出要求；当风电机组的转速小于该标准转速时，表征当前输出功率还未达到额定输出要求，需要进一步提高转速来提高输出功率。当风电机组转速不小于标准转速时，可以进一步将当前风电机组的额定功率调节为最大额定功率，从而使风电机组的输出功率更加快速提尚，以提尚风电机组的整体发电量。
[0034]S103，若当前风电机组桨距角大于预设阈值，或平均输出功率不小于设计额定功率，调节当前风电机组的额定转速为设计额定转速。
[0035]随着当前额定功率已被设置为最大额定功率，对应的风电机组会执行相应的变桨控制以及转矩控制，以实现最大额定功率的输出要求。当然，此时的机组的实际转速也会超出上述设计额定转速。因此，可通过识别风电机组的如桨距角大小，以及固定时间段内(如:从当前时刻点向前到过去的1min内)风电机组的平均输出功率pavCT_来判断风电机组的输出功率的提高情况。具体地，当风电机组基本稳定在以最大额定功率输出时，其对应的桨距角会达到一个较大的稳定桨距角，对应的平均输出功率P—也会达到一个稳定的值。本实施例中，分别将这两个稳定值确定为预设阈值和设计额定功率。
[0036]若当前风电机组桨距角大于预设阈值，或一段时间的平均输出功率？_?@不小于设计额定功率，则可以确定风电机组的输出功率达到最大额定输出功率，且输出功率稳定，此时将当前风电机组的额定转速调节为设计额定转速，使风电机组的转速由最大额定功率对应的高转速减小到设计额定转速，从而避免风电机组因长时间工作在最大额定功率状态，造成的风电机组长期处于超出额定转速的工作承受能力，进而保证风电机组的安全运行。
[0037]本实施例的具体执行过程中，不限于根据桨距角或平均输出功率判断