和能源消耗。
[0051]如图3所示，显示了该第一实施例的第一优选实施例，控制装置30包括:
[0052]第一获取模块31，用于获取包括实时风速、实时转速和与实时风速、实时转速一一对应的目标桨距角的关系对照表。
[0053]查找模块32，与第一获取模块31连接，用于根据实时风速和实时转速，查找关系对照表，确定目标桨距角。
[0054]具体的，通过气动建模，构建风力发电机组叶片的气动模型，尤其是启动阶段的气动模型，通过试验的方式获取对应不同环境风速和发电机轴转速的桨距角关系对照表，预先存储在控制装置30中备用。在该实施例中，第一获取模块31，可具体为易失性存储器或其它可写的存储芯片。查找模块32，根据监测的实时风速和实时转速，从预先存储的关系对照表中，对应获取目标桨距角。
[0055]在该实施例中，预先获取包括实时风速、实时转速和与实时风速、实时转速--对应的目标桨距角的关系对照表，根据该对照表确定目标桨距角，方便快捷。
[0056]如图4所示，显示了该第一实施例的第二优选实施例，控制装置30包括:
[0057]第二获取模块33，用于获取表征实时风速、实时转速和目标桨距角之间关系的数学模型。
[0058]计算模块34，与第二获取模块33连接，用于根据实时风速和实时转速，通过数学模型，计算目标桨距角。
[0059]具体的，通过气动建模，构建风力发电机组叶片的气动模型，尤其是启动阶段的气动模型，通过试验或理论计算的方式获取对应不同环境风速和发电机轴转速的桨距角，并进一步根据多次试验的结果构建表征实时风速、实时转速和目标桨距角之间关系的数学模型，可选但不仅限于非线性函数，以程序的形式存储在控制装置30中。在该实施例中，第二获取模块33可选但不仅限于可编程逻辑器件PLC。此时，计算模块34，根据监测的实时风速和实时转速，代入预先构建的数学模型，以计算得到目标桨距角。
[0060]在该实施例中，预先获取表征实时风速、实时转速和目标桨距角之间关系的数学模型，根据该数学模型确定目标桨距角，由于该数学模型是连续的函数形式，能避免查表方式可能出现针对某个风速或转速，找不到对应目标桨距角的情况，应用范围更广。
[0061]优选的，目标桨距角，具体为使叶片获得最大启动力矩的桨距角。
[0062]在该实施例中，在对应的实时风速、实时转速下，将叶片调整至获得最大启动力矩的桨距角，带动风轮加速至并网转速，发电机并网发电，大大降低了使发电机并网发电所需的最小风速。
[0063]优选的，目标桨距角，具体为使风力发电机组达到并网转速的桨距角。
[0064]在该实施例中，在对应实时风速、实时转速下，将叶片调整至使风力发电机组达到并网转速的桨距角，开始并网发电，能一定程度上降低使发电机并网发电的风速。
[0065]优选的，风速获取装置10，具体为风速传感器。更为优选的，风速传感器，可选但不仅限于风速仪。
[0066]优选的，转速获取装置20，具体为光速式转速传感器、光栅传感器、霍尔式转速传感器、电容式转速传感器、电涡流传感器的任意一种或多种。更为优选的，转速获取装置20可选但不仅限于编码器，采集发电机轴转速信号。
[0067]另一方面，如图5所示，显示了本发明的第二实施例，一种风力发电机组的启动控制方法，包括步骤:
[0068]SlOO:获取风力发电机组所处环境的实时风速。
[0069]S200:获取风力发电机组的发电机轴的实时转速。
[0070]S300:根据实时风速和实时转速，确定风力发电机组的叶片的目标桨距角，并根据目标桨距角发出控制信号。
[0071]S400:根据控制信号，将叶片的桨距角调节至目标桨距角。
[0072]在该实施例中，风力发电机组的启动控制方法能监测当前环境的实时风速和当前实时转速，并根据二者与叶片桨距角的关系，确定叶片的目标桨距角，进而发出控制信号，将叶片的桨距角调节至目标桨距角，能增大叶片的启动力矩，带动风轮加速至并网转速，开始并网发电。尤其是，在风力发电机组所处环境的风速较低时，发电机轴的转速可能不能达到并网发电转速，如100rpm左右，在该实施例的风力发电机组的启动控制方法控制下，则可通过将叶片的桨距角调节至目标桨距角，增大叶片的启动力矩，在低风速条件下带动风轮加速至并网转速，降低了风力发电机组的启动风速，进而提高了发电机组低风速条件下的发电效率，且无需额外设备，没有增加机组的制造成本。
[0073]优选的，如图6所示，显示了本发明第二实施例的第一优选实施例，步骤S300，包括:
[0074]S310:获取包括实时风速、实时转速和与实时风速、实时转速——对应的目标桨距角的关系对照表。
[0075]S320:根据实时风速和实时转速，查找关系对照表，确定目标桨距角。
[0076]优选的，如图7所示，显示了本发明第二实施例的第二优选实施例，步骤S300，包括:
[0077]S330:获取表征实时风速、实时转速与目标桨距角之间关系的数学模型。
[0078]S340:根据实时风速和实时转矩，通过数学模型，计算目标桨距角。
[0079]优选的，目标桨距角，具体为使叶片获取最大启动力矩的桨距角或使风力发电机组达到并网发电额定转速的桨距角。
[0080]上述风力发电机组的启动控制方法与上述风力发电机组的启动控制系统对应，其【具体实施方式】和技术效果在此不再赘述，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种风力发电机组的启动控制系统，其特征在于，包括风速获取装置、转速获取装置、控制装置和调节装置； 所述风速获取装置，与所述控制装置连接，用于获取所述风力发电机组所处环境的实时风速，并将所述实时风速发送至所述控制装置； 所述转速获取装置，与所述控制装置连接，用于获取所述风力发电机组的发电机轴的实时转速，并将所述实时转速发送至所述控制装置； 所述控制装置，用于根据所述实时风速和所述实时转速，确定所述风力发电机组的叶片的目标桨距角，并根据所述目标桨距角发出控制信号；所述控制装置，还与所述调节装置连接，用于将所述控制信号发送至所述调节装置； 所述调节装置，用于根据所述控制信号，将所述叶片的桨距角调节至所述目标桨距角。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的启动控制系统，其特征在于， 所述控制装置包括: 第一获取模块，用于获取包括所述实时风速、所述实时转速和与所述实时风速、所述实时转速一一对应的所述目标桨距角的关系对照表； 查找模块，与所述第一获取模块连接，用于根据所述实时风速和所述实时转速，查找所述关系对照表，确定所述目标桨距角。3.根据权利要求1所述的风力发电机组的启动控制系统，其特征在于，所述控制装置包括: 第二获取模块，用于获取表征所述实时风速、所述实时转速和所述目标桨距角之间关系的数学模型； 计算模块，与所述第二获取模块连接，用于根据所述实时风速和所述实时转速，通过所述数学模型，计算所述目标桨距角。4.根据权利要求1-3任意一项所述的风力发电机组的启动控制系统，其特征在于，所述目标桨距角，具体为使所述叶片获得最大启动力矩的桨距角，或使所述风力发电机组达到并网转速的桨距角。5.根据权利要求4所述的风力发电机组的启动控制系统，其特征在于，所述风速获取装置，具体为风速传感器。6.根据权利要求4所述的风力发电机组的启动控制系统，其特征在于，所述转速获取装置，具体为光电式转速传感器、光栅传感器、霍尔式转速传感器、电容式转速传感器、电涡流传感器的任意一种或多种。7.一种风力发电机组的启动控制方法，其特征在于，包括步骤: 获取所述风力发电机组所处环境的实时风速； 获取所述风力发电机组的发电机轴的实时转速； 根据所述实时风速和所述实时转速，确定所述风力发电机组的叶片的目标桨距角，并根据所述目标桨距角发出控制信号； 根据所述控制信号，将所述叶片的桨距角调节至所述目标桨距角。8.根据权利要求7所述的风力发电机组的启动控制方法，其特征在于，所述根据所述实时风速和所述实时转速，确定所述风力发电机组的叶片的目标桨距角的步骤，包括: 获取包括所述实时风速、所述实时转速和与所述实时风速、所述实时转速--对应的所述目标桨距角的关系对照表； 根据所述实时风速和所述实时转速，查找所述关系对照表，确定所述目标桨距角。9.根据权利要求7所述的风力发电机组的启动控制方法，其特征在于，所述根据所述实时风速和所述实时转速，确定所述风力发电机组的叶片的目标桨距角的步骤，包括: 获取表征所述实时风速、所述实时转速与所述目标桨距角之间关系的数学模型； 根据所述实时风速和所述实时转速，通过所述数学模型，计算所述目标桨距角。10.根据权利要求7-9任意一项所述的风力发电机组的启动控制方法，其特征在于，所述目标桨距角，具体为使所述叶片获取最大启动力矩的桨距角或使所述风力发电机组达到并网转速的桨距角。
【专利摘要】本发明涉及一种风力发电机组的启动控制系统和方法，能实时监测风力发电机组所处环境的实时风速和发电机轴的实时转速，由此确定叶片的目标桨距角，进而将叶片的桨距角调节至目标桨距角，能增大叶片的启动力矩，带动风轮加速至并网转速，开始发电。由于该目标桨距角是根据实时的外部环境和风力发电机组的自身状态实时确定，不断调整，所以能适应环境变化和自身状态变化，反应及时迅速。尤其是在所处环境的风速较低，叶片的转速不能达到并网发电的转速时，可通过将叶片的桨距角调节至目标桨距角，增大叶片的启动力矩，降低了风力发电机组的启动风速，进而提高了发电机组低风速条件下的发电效率，且没有增加机组的制造成本和能源消耗。
【IPC分类】F03D7/00
【公开号】CN105134489
【申请号】CN201510613718
【发明人】张海涛, 翁艳
【申请人】三一重型能源装备有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月23日