专利名称：风机控制装置和风机控制方法
技术领域：
本发明涉及风电技术领域，特别涉及一种风机控制装置和风机控制方法。
背景技术：
风机可通过风机控制方法实现在各种环境下的运行、启动、停机、待机、发电等操作。风机控制方法可解决如下问题保证风机按照设定的曲线运行、保证风机在额定风速下以最大风能利用系数吸收风能、额定风速以上时通过变桨限制风机吸收的能量、以及使风机转速维持在额定值范围内。风机控制方法的运行情况直接影响到风机的效率和安全，并且还影响到风机的运行寿命。风机控制方法在应用于风机之前，需要进行测试，以保证该风机控制方法的可靠性和安全性。现有技术中，为了验证风机控制方法的可靠性和安全性，需要直接在风机上执行风机控制方法进行测试。直接在风机上对风机控制方法进行的测试，会带来潜在和巨大的风险，容易对风机造成损坏，以及增加风机的维护成本；并且直接在风机上对风机控制方法进行测试，仅能测试出在现场风况下风机控制方法在风机上的执行情况，而无法测试出在其它不同风况下风机控制方法在风机上的执行情况，从而无法方便的实现在不同风况下对风机控制方法的测试。
发明内容
本发明提供一种风机控制装置和风机控制方法，用以避免直接在风机上对风机软件进行测试时对风机造成损坏以及增加风机维护成本的问题。为实现上述目的，本发明提供一种风机控制装置，包括风模型模块、风机模型模块和风机控制器；所述风模型模块，用于将预先选取的风模型输出至所述风机模型模块；所述风机模型模块，用于根据预先选取的风机模型对所述风模型和所述风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器；所述风机控制器，用于对所述风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将所述风机操作指令输出至所述风机模型模块。进一步地，所述风机操作指令包括第一风机操作指令，所述风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型和第一执行模型，所述风机模型模块包括与所述风模型模块连接的空气动力动态模块、与所述空气动力动态模块连接的传动系统动态模块和与所述空气动力动态和所述风机控制器连接的第一执行模块；所述第一执行模块，用于根据所述第一执行模型对所述第一风机操作指令进行运算处理，生成第一风机操作数据，并将所述第一风机操作数据输出至所述空气动力动态模型；所述空气动力动态模块，用于根据所述空气动力动态模型对所述风模型和所述第一风机操作数据进行运算处理，生成所述空气动力数据，并将所述空气动力数据输出至所述传动系统动态模块；所述传动系统动态模块，用于根据所述传动系统动态模型对所述空气动力数据进行运算处理，生成所述风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器。进一步地，所述第一风机操作指令包括变桨操作指令，所述第一执行模块包括变桨执行模块，所述第一风机操作数据包括变桨操作数据。进一步地，所述风机操作指令包括第二风机操作指令，所述风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型和第二执行模型，所述风机模型模块包括与所述风模型模块连接的空气动力动态模块、与所述空气动力模块连接的传动系统动态模块和与所述传动系统动态模块和所述风机控制器连接的第二执行模块；所述第二执行模块，用于根据所述第二执行模型对所述第二风机操作指令进行运算处理，生成第二风机操作数据，并将所述第二风机操作数据输出至所述传动系统动态模块；所述空气动力动态模块，用于根据所述空气动力动态模型对所述风模型进行运算处理，生成所述空气动力数据，并将所述空气动力数据输出至所述传动系统动态模块；所述传动系统动态模块，用于根据所述传动系统动态模型对所述空气动力数据和所述第二风机操作数据进行运算处理，生成所述风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器。进一步地，所述第二风机操作指令包括变流操作指令，所述第二执行模块包括变流执行模块，所述第二风机操作数据包括变流操作数据。进一步地，所述风机操作指令包括第一风机操作指令和第二风机操作指令，所述风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型、第一执行模型和第二执行模型，所述风机模型模块包括与所述风模型模块连接的空气动力动态模块、与所述空气动力动态模块连接的传动系统动态模块、与所述空气动力动态模块和所述风机控制器连接的第一执行模块和与所述传动系统动态模块和所述风机控制器连接的第二执行模块；所述第一执行模块，用于根据所述第一执行模型对所述第一风机操作指令进行运算处理，生成第一风机操作数据，并将所述第一风机操作数据输出至所述空气动力动态模块；所述空气动力动态模块，用于根据所述空气动力动态模型对所述风模型和所述第一风机操作数据进行运算处理，生成空气动力数据，并将所述空气动力数据输出至所述传动系统动态模块；所述第二执行模块，用于根据所述第二执行模型对所述第二风机操作指令进行运算处理，生成第二风机操作数据，并将所述第二风机操作数据输出至所述传动系统动态模块；所述传动系统动态模块，用于根据所述传动系统动态模型对所述空气动力数据和所述第二风机操作数据进行运算处理，生成所述风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器。进一步地，所述第一风机操作指令包括变桨操作指令，所述第一执行模块包括变桨执行模块，所述第一风机操作数据包括变桨操作数据；
所述第二风机操作指令包括变流操作指令，所述第二执行模块包括变流执行模块，所述第二风机操作数据包括变流操作数据。进一步地，所述风机模型还包括塔架前后方向动态模型和塔架水平方向动态模型，所述风机模型模块还包括与所述空气动力动态模块连接的塔架前后方向动态模块和与所述传动系统动态模块连接的塔架水平方向动态模块；所述塔架前后方向动态模块，用于根据所述塔架前后方向动态模型对所述空气动力动态模块生成的空气动力数据进行运算处理，并将运算处理后的空气动力数据返回给所述空气动力动态模块；所述塔架水平方向动态模块，用于根据所述塔架水平方向动态模型对所述传动系统动态模块生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据返回给所述传动系统动态模块。进一步地，所述风机模型还包括测量模型，所述风机模型模块还包括与所述传动系统动态模块和所述风机控制器连接的测量模块；所述测量模块，用于根据所述测量模型对所述传动系统动态模块生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据输出至所述风机控制器。进一步地，还包括与所述风机控制器连接的风机执行机构；所述风机控制器还用于将所述风机操作指令输出至所述风机执行机构；所述风机执行机构，用于根据所述风机操作指令运行，并在运行过程中生成风机执行机构运行数据。进一步地，所述风机执行机构包括变桨执行机构和/或变流执行机构；若所述风机执行机构包括变桨执行机构时，所述风机操作指令包括变桨操作指令，所述风机执行机构运行数据包括变桨执行机构运行数据；若所述风机执行机构包括变流执行机构时，所述风机操作指令包括变流操作指令，所述风机执行机构运行数据包括变流执行机构运行数据；若所述风机执行机构包括变桨执行机构和变流执行机构时，所述风机操作指令包括变桨操作指令和变流操作指令，所述风机执行机构运行数据包括变桨执行机构运行数据和变流执行机构运行数据。为实现上述目的，本发明还提供了一种风机控制方法，包括风模型模块将预先选取的风模型输出至所述风机模型模块；风机模型模块根据预先选取的风机模型对所述风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至风机控制器；风机控制器对所述风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将所述风机操作指令输出至所述风机模型模块。本发明具有以下有益效果本发明提供的风机控制装置和风机控制方法的技术方案中，风机控制装置包括风模型模块、风机模型模块和风机控制器，风模型模块将预先选取的风模型输出至风机模型模块，风机模型模块根据预先选取的风机模型对风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器，风机控制器对风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令并将风机操作指令输出至风机模型模块。本发明通过风模型和风机模型实现对风机控制方法的测试，无需直接在风机上对风机控制方法进行测试，从而避免了直接在风机上对风机控制方法进行测试时对风机造成损坏以及降低了风机的维护成本；并且风机控制装置通过风模型可以测试出在不同风况下风机控制方法在风机上的执行情况，从而可以方便的实现在不同风况下对风机控制方法的测试。
图1为本发明实施例一提供的一种风机控制装置的结构示意图；图2为本发明中风模型界面的示意图；图3为本发明中风机模型界面的示意图；图4为本发明实施例二提供的一种风机控制装置的结构示意图；图5为本发明实施例三提供的一种风机控制装置的结构示意图；图6为本发明实施例四提供的一种风机控制装置的结构示意图；图7为本发明实施例五提供的一种风机控制装置的结构示意图；图8为图7中变桨执行机构的结构示意图；图9为本发明实施例六提供的一种风机控制方法的流程图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的风机控制装置和风机控制方法进行详细描述。图1为本发明实施例一提供的一种风机控制装置的结构示意图，如图1所示，该风机控制装置包括风模型模块1、风机模型模块2和风机控制器3。风模型模块1用于将预先选取的风模型输出至风机模型模块2。本实施例中，可预先对不同种类的风进行建模处理形成多种风模型，风模型可包括阶跃风、IEC阵风、正常湍流风、斜坡风或者定速风等。在实际应用中，可根据风模型编写风模型界面，图2为本发明中风模型界面的示意图，如图2所示，风模型界面上显示有上述多种风模型，用户可通过该风模型界面预先选取需要的风模型。上述各种风模型可以为现场风模型或仿真风模型。其中，风模型可以为数据或者数学表达式。例如图2中的风模型界面上显示有阶跃风、IEC 阵风、正常湍流风、斜坡风和定速风五种风可供选择。风机模型模块2用于根据预先选取的风机模型对风模型和风机控制器3输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将该风机运行数据输出至风机控制器3。 例如该风机运行数据可包括气动转矩、塔架移动速度和/或发电机转速等。本实施例中， 可预先对不同规格的风机进行建模处理形成多种风机模型。具体地可对不同规格的风机分别进行测试得出每个规格风机的实际运行数据，并根据每个规格风机的实际运行数据创建每个规格风机对应的风机模型。风机模型可以为数学表达式，该数学表达式可以以传递函数的形式来表示。例如风机模型可包括1. 5MW风机对应的风机模型、2. 5MW风机对应的风机模型、3. OMW对应的风机模型或者5. OMW对应的风机模型等。在实际应用中，可根据风机模型编写风机模型界面，图3为本发明中风机模型界面的示意图，如图3所示，风机模型界面上显示有上述多种风机模型，用户可通过该风机模型界面预先选取需要的风机模型。例如图3中的风机模型界面上显示有1. 5MW、2. 5MW、3. 0MW、5. OMW和其它模型五种风机模型可供选择。风机控制器3用于对风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将风机操作指令输出至风机模型模块2。风机控制器3对风机运行数据进行运算处理并将生成的风机操作指令输出至风机模型模块2，以实现对风机控制方法的测试。本实施例提供的风机控制装置包括风模型模块、风机模型模块和风机控制器，风模型模块将预先选取的风模型输出至风机模型模块，风机模型模块根据预先选取的风机模型对风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器，风机控制器对风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令并将风机操作指令输出至风机模型模块。本实施例中的风机控制装置通过风模型和风机模型实现对风机控制方法的测试，无需直接在风机上对风机控制方法进行测试，从而避免了直接在风机上对风机控制方法进行测试时对风机造成损坏以及降低了风机的维护成本；并且风机控制装置通过风模型可以测试出在不同风况下风机控制方法在风机上的执行情况， 从而可以方便的实现在不同风况下对风机控制方法的测试。图4为本发明实施例二提供的一种风机控制装置的结构示意图，如图4所示，本实施例的风机控制装置在上述实施例一的基础上，风机操作指令包括第一风机操作指令，风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型和第一执行模型，风机模型模块2包括与风模型模块1连接的空气动力动态模块21、与空气动力动态模块21连接的传动系统动态模块22和与空气动力动态模块21和风机控制器3连接的第一执行模块23。第一执行模块23用于根据第一执行模型对第一风机操作指令进行运算处理，生成第一风机操作数据，并将第一风机操作数据输出至空气动力动态模型21。空气动力动态模块21用于根据空气动力动态模型对风模型和第一风机操作数据进行运算处理，生成空气动力数据，并将空气动力数据输出至传动系统动态模块22。传动系统动态模块22用于根据传动系统动态模型对空气动力数据进行运算处理，生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器3。其中，第一风机操作指令包括变桨操作指令，第一执行模块23包括变桨执行模块，第一风机操作数据包括变桨操作数据。本实施例通过变桨执行模块模拟了真实风况下变桨系统的执行情况，从而实现了对风机控制方法执行变桨功能的测试。进一步地，风机模型还包括塔架前后方向动态模型和塔架水平方向动态模型，风机模型模块2还包括与空气动力动态模块21连接的塔架前后方向动态模块24和与传动系统动态模块连接22的塔架水平方向动态模块25。塔架前后方向动态模块24用于根据塔架前后方向动态模型24对空气动力动态模块21生成的空气动力数据进行运算处理，并将运算处理后的空气动力数据返回给空气动力动态模块21。塔架水平方向动态模块25用于根据塔架水平方向动态模型25对传动系统动态模块22生成的风机运行数据进行运算处理， 并将运算处理后的风机运行数据返回给传动系统动态模块22。本实施例中，塔架前后方向动态模块通过塔架前后方向动态模型对空气动力数据进行运算处理，从而进一步地提高了动气动力数据的精确度；塔架水平方向动态模块通过塔架水平方向动态模型对风机运行数据进行运算处理，从而进一步地提高了风机运行数据的精确度。进一步地，风机模型2还包括测量模型，风机模型模块还包括与传动系统动态模块22和风机控制器3连接的测量模块26。测量模块26用于根据测量模型对传动系统动态模块22生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据输出至风机控制器3。本实施例中，测量模块通过测量模型对风机运行数据进行运算处理，从而进一步地提高了风机运行数据的精确度。例如测量模块可以根据测量模型对风机运行数据进行增加响应速度和延迟时间的运算处理，从而达到进一步提高风机运行数据精确度的目的。进一步地，测量模块还可以根据测量模型对风机运行数据进行其它运算处理，此处不再一一列举。图5为本发明实施例三提供的一种风机控制装置的结构示意图，如图5所示，本实施例的风机控制装置在上述实施例一的基础上，风机操作指令包括第二风机操作指令，风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型和第二执行模型，风机模型模块2包括与风模型模块1连接的空气动力动态模块21、与空气动力模块21连接的传动系统动态模块 22和与传动系统动态模块22和风机控制器3连接的第二执行模块27。第二执行模块27用于根据第二执行模型对第二风机操作指令进行运算处理，生成第二风机操作数据，并将第二风机操作数据输出至传动系统动态模块22。空气动力动态模块22用于根据空气动力动态模型对风模型进行运算处理，生成空气动力数据，并将空气动力数据输出至传动系统动态模块23。传动系统动态模块23用于根据传动系统动态模型对所述空气动力数据和第二风机操作数据进行运算处理，生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器3。其中，第二风机操作指令包括变流操作指令，第二执行模块27包括变流执行模块，第二风机操作数据包括变流操作数据。本实施例通过变流执行模块模拟了真实风况下变流系统的执行情况，从而实现了对风机控制方法执行变流功能的测试。进一步地，风机模型还包括塔架前后方向动态模型和塔架水平方向动态模型，风机模型模块2还包括与空气动力动态模块21连接的塔架前后方向动态模块24和与传动系统动态模块连接22的塔架水平方向动态模块25。塔架前后方向动态模块24用于根据塔架前后方向动态模型24对空气动力动态模块21生成的空气动力数据进行运算处理，并将运算处理后的空气动力数据返回给空气动力动态模块21。塔架水平方向动态模块25用于根据塔架水平方向动态模型25对传动系统动态模块22生成的风机运行数据进行运算处理， 并将运算处理后的风机运行数据返回给传动系统动态模块22。本实施例中，塔架前后方向动态模块通过塔架前后方向动态模型对空气动力数据进行运算处理，从而进一步地提高了动气动力数据的精确度；塔架水平方向动态模块通过塔架水平方向动态模型对风机运行数据进行运算处理，从而进一步地提高了风机运行数据的精确度。进一步地，风机模型2还包括测量模型，风机模型模块还包括与传动系统动态模块22和风机控制器3连接的测量模块26。测量模块26用于根据测量模型对传动系统动态模块22生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据输出至风机控制器3。本实施例中，测量模块通过测量模型对风机运行数据进行运算处理，从而进一步地提高了风机运行数据的精确度。例如测量模块可以根据测量模型对风机运行数据进行增加响应速度和延迟时间的运算处理，从而达到进一步提高风机运行数据精确度的目的。进一步地，测量模块还可以根据测量模型对风机运行数据进行其它运算处理，此处不再一一列举。图6为本发明实施例四提供的一种风机控制装置的结构示意图，如图6所示，本实施例的风机控制装置在上述实施例一的基础上，风机操作指令包括第一风机操作指令和第二风机操作指令，风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型、第一执行模型和第二执行模型，风机模型模块包括与风模型模块1连接的空气动力动态模块21、与空气动力动态模块21连接的传动系统动态模块22、与空气动力动态模块21和风机控制器3连接的第一执行模块23和与传动系统动态模块22和风机控制器3连接的第二执行模块27。第一执行模块23用于根据第一执行模型对第一风机操作指令进行运算处理，生成第一风机操作数据，并将第一风机操作数据输出至空气动力动态模块21。空气动力动态模块21用于根据空气动力动态模型对风模型和第一风机操作数据进行运算处理，生成空气动力数据，并将空气动力数据输出至传动系统动态模块22。第二执行模块27用于根据第二执行模型对第二风机操作指令进行运算处理，生成第二风机操作数据，并将第二风机操作数据输出至传动系统动态模块22。传动系统动态模块22用于根据传动系统动态模型对空气动力数据和第二风机操作数据进行运算处理，生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器3。其中，第一风机操作指令包括变桨操作指令，第一执行模块包括变桨执行模块，第一风机操作数据包括变桨操作数据；第二风机操作指令包括变流操作指令，第二执行模块包括变流执行模块，第二风机操作数据包括变流操作数据。本实施例通过变桨执行模块模拟了真实风况下变桨系统的执行情况，从而实现了对风机控制方法执行变桨功能的测试； 并且本实施例通过变流执行模块模拟了真实风况下变流系统的执行情况，从而实现了对风机控制方法执行变流功能的测试。本实施例与上述实施例二和实施例三相比，本实施例可同时对风机控制方法变桨功能和变流功能进行测试，更加真实的模拟了风机运行情况，从而对风机软件可靠性和安全性的测试结果更加准确。进一步地，风机模型2还包括测量模型，风机模型模块还包括与传动系统动态模块22和风机控制器3连接的测量模块26。测量模块26用于根据测量模型对传动系统动态模块22生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据输出至风机控制器3。本实施例中，测量模块通过测量模型对风机运行数据进行运算处理，从而进一步地提高了风机运行数据的精确度。例如测量模块可以根据测量模型对风机运行数据进行增加响应速度和延迟时间的运算处理，从而达到进一步提高风机运行数据精确度的目的。进一步地，测量模块还可以根据测量模型对风机运行数据进行其它运算处理，此处不再一一列举。本发明上述各实施例中，风模型模块、风机模型模块和风机控制器共同构成了仿真回路，通过该仿真回路可以方便的实现对风机控制方法的测试和验证，从而无需在风机上对风机控制方法进行测试，避免了直接在风机上对风机软件进行测试时带来的潜在和巨大的风险。与现有技术相比，本发明各实施例的实现无需依赖仿真软件如BLADED、FAST、 PHATAS、FLEX等，技术方案设计简单，极大的降低了风机控制方法测试的难度、节省了风机控制方法测试的时间并提高了风机控制方法的测试效率。图7为本发明实施例五提供的一种风机控制装置的结构示意图，如图7所示，本实施例的风机控制装置在上述实施例一的基础上还包括与风机控制器3连接的风机执行机构4，具体地风机执行系统4可通过总线与风机控制器3连接，例如该总线可以为 Profibus 总线。
风机控制器3还用于将风机操作指令输出至风机执行系统4 ；风机执行系统4用于根据风机操作指令运行，并在运行过程中生成风机执行系统运行数据。本实施例中，风机执行机构4为风机的部件。具体地，风机执行机构4可包括变桨执行机构和/或变流执行机构。若风机执行机构4包括变桨执行机构时，风机操作指令包括变桨操作指令，风机执行机构运行数据包括变桨执行机构运行数据。图8为图7中变桨执行机构的结构示意图，如图8所示，该变桨执行机构包括与风机控制器3连接的变桨系统41和与变桨系统41 连接的变桨负载42。其中，变桨系统41包括变桨驱动器411和变桨电极422 ；变桨负载42 包括变桨电机控制器421和变桨电极422。本实施例中，变桨执行机构运行数据具体可包括变桨系统的响应、变桨系统的精度和/或变桨电机的温度。若风机执行机构4包括变流执行机构时，风机操作指令包括变流操作指令，风机执行机构运行数据包括变流执行机构运行数据。本实施例中，变流执行机构运行数据具体可包括变流器给定电流和/或变流器给定转矩。若风机执行机构4包括变桨执行机构和变流执行机构时，风机操作指令包括变桨操作指令和变流操作指令，风机执行机构运行数据包括变桨执行机构运行数据和变流执行机构运行数据。进一步地，本实施例中的风机执行机构还可以为风机的其它部件，此处不再一一列举。本实施例中，通过风模型模块、风机模型模块和风机控制器对风机执行机构如变桨执行机构和/或变流执行机构进行联合仿真，以实现接近真实的模拟风机的各个风机执行机构的运行情况。通过本实施例的技术方案在实现对风机控制方法进行测试的同时，还可以在风机部件出厂前对位于车间内的风机部件进行仿真测试，从而为风机的各个部件出厂前的检验提供了一种有效且简便的手段，从而降低了风机现场的维护成本，提高了风机产品的出厂质量。图9为本发明实施例六提供的一种风机控制方法的流程图，如图9所示，该风机控制方法包括步骤101、风模型模块将预先选取的风模型输出至所述风机模型模块。步骤102、风机模型模块根据预先选取的风机模型对所述风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至风机控制器。步骤103、风机控制器对所述风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将所述风机操作指令输出至所述风机模型模块。本实施例提供的风机控制方法可采用本发明实施例所提供的风机控制装置来执行。本实施例提供的风机控制方法包括风模型模块将预先选取的风模型输出至风机模型模块，风机模型模块根据预先选取的风机模型对风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器，风机控制器对风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令并将风机操作指令输出至风机模型模块。 本实施例中的风机控制方法通过风模型和风机模型实现，无需直接在风机上执行风机控制方法进行测试，从而避免了直接在风机上对风机控制方法进行测试时对风机造成损坏以及降低了风机的维护成本；并且通过风模型可以测试出在不同风况下风机控制方法在风机上的执行情况，从而可以方便的实现在不同风况下对风机控制方法的测试。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种风机控制装置，其特征在于，包括风模型模块、风机模型模块和风机控制器；所述风模型模块，用于将预先选取的风模型输出至所述风机模型模块；所述风机模型模块，用于根据预先选取的风机模型对所述风模型和所述风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器；所述风机控制器，用于对所述风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将所述风机操作指令输出至所述风机模型模块。
2.根据权利要求1所述的风机控制装置，其特征在于，所述风机操作指令包括第一风机操作指令，所述风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型和第一执行模型，所述风机模型模块包括与所述风模型模块连接的空气动力动态模块、与所述空气动力动态模块连接的传动系统动态模块和与所述空气动力动态和所述风机控制器连接的第一执行模块；所述第一执行模块，用于根据所述第一执行模型对所述第一风机操作指令进行运算处理，生成第一风机操作数据，并将所述第一风机操作数据输出至所述空气动力动态模型；所述空气动力动态模块，用于根据所述空气动力动态模型对所述风模型和所述第一风机操作数据进行运算处理，生成所述空气动力数据，并将所述空气动力数据输出至所述传动系统动态模块；所述传动系统动态模块，用于根据所述传动系统动态模型对所述空气动力数据进行运算处理，生成所述风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器。
3.根据权利要求2所述的风机控制装置，其特征在于，所述第一风机操作指令包括变桨操作指令，所述第一执行模块包括变桨执行模块，所述第一风机操作数据包括变桨操作数据。
4.根据权利要求1所述的风机控制装置，其特征在于，所述风机操作指令包括第二风机操作指令，所述风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型和第二执行模型，所述风机模型模块包括与所述风模型模块连接的空气动力动态模块、与所述空气动力模块连接的传动系统动态模块和与所述传动系统动态模块和所述风机控制器连接的第二执行模块；所述第二执行模块，用于根据所述第二执行模型对所述第二风机操作指令进行运算处理，生成第二风机操作数据，并将所述第二风机操作数据输出至所述传动系统动态模块；所述空气动力动态模块，用于根据所述空气动力动态模型对所述风模型进行运算处理，生成所述空气动力数据，并将所述空气动力数据输出至所述传动系统动态模块；所述传动系统动态模块，用于根据所述传动系统动态模型对所述空气动力数据和所述第二风机操作数据进行运算处理，生成所述风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器。
5.根据权利要求4所述的风机控制装置，其特征在于，所述第二风机操作指令包括变流操作指令，所述第二执行模块包括变流执行模块，所述第二风机操作数据包括变流操作数据。
6.根据权利要求1所述的风机控制装置，其特征在于，所述风机操作指令包括第一风机操作指令和第二风机操作指令，所述风机模型包括空气动力动态模型、传动系统动态模型、第一执行模型和第二执行模型，所述风机模型模块包括与所述风模型模块连接的空气动力动态模块、与所述空气动力动态模块连接的传动系统动态模块、与所述空气动力动态模块和所述风机控制器连接的第一执行模块和与所述传动系统动态模块和所述风机控制器连接的第二执行模块；所述第一执行模块，用于根据所述第一执行模型对所述第一风机操作指令进行运算处理，生成第一风机操作数据，并将所述第一风机操作数据输出至所述空气动力动态模块；所述空气动力动态模块，用于根据所述空气动力动态模型对所述风模型和所述第一风机操作数据进行运算处理，生成空气动力数据，并将所述空气动力数据输出至所述传动系统动态模块；所述第二执行模块，用于根据所述第二执行模型对所述第二风机操作指令进行运算处理，生成第二风机操作数据，并将所述第二风机操作数据输出至所述传动系统动态模块；所述传动系统动态模块，用于根据所述传动系统动态模型对所述空气动力数据和所述第二风机操作数据进行运算处理，生成所述风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至所述风机控制器。
7.根据权利要求6所述的风机控制装置，其特征在于，所述第一风机操作指令包括变桨操作指令，所述第一执行模块包括变桨执行模块，所述第一风机操作数据包括变桨操作数据；所述第二风机操作指令包括变流操作指令，所述第二执行模块包括变流执行模块，所述第二风机操作数据包括变流操作数据。
8.根据权利要求2或4或6所述的风机控制装置，其特征在于，所述风机模型还包括塔架前后方向动态模型和塔架水平方向动态模型，所述风机模型模块还包括与所述空气动力动态模块连接的塔架前后方向动态模块和与所述传动系统动态模块连接的塔架水平方向动态模块；所述塔架前后方向动态模块，用于根据所述塔架前后方向动态模型对所述空气动力动态模块生成的空气动力数据进行运算处理，并将运算处理后的空气动力数据返回给所述空气动力动态模块；所述塔架水平方向动态模块，用于根据所述塔架水平方向动态模型对所述传动系统动态模块生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据返回给所述传动系统动态模块。
9.根据权利要求2或4或6所述的风机控制装置，其特征在于，所述风机模型还包括测量模型，所述风机模型模块还包括与所述传动系统动态模块和所述风机控制器连接的测量模块；所述测量模块，用于根据所述测量模型对所述传动系统动态模块生成的风机运行数据进行运算处理，并将运算处理后的风机运行数据输出至所述风机控制器。
10.根据权利要求1所述的风机控制装置，其特征在于，还包括与所述风机控制器连接的风机执行机构；所述风机控制器还用于将所述风机操作指令输出至所述风机执行机构；所述风机执行机构，用于根据所述风机操作指令运行，并在运行过程中生成风机执行机构运行数据。
11.根据权利要求10所述的风机控制装置，其特征在于，所述风机执行机构包括变桨执行机构和/或变流执行机构；若所述风机执行机构包括变桨执行机构时，所述风机操作指令包括变桨操作指令，所述风机执行机构运行数据包括变桨执行机构运行数据；若所述风机执行机构包括变流执行机构时，所述风机操作指令包括变流操作指令，所述风机执行机构运行数据包括变流执行机构运行数据；若所述风机执行机构包括变桨执行机构和变流执行机构时，所述风机操作指令包括变桨操作指令和变流操作指令，所述风机执行机构运行数据包括变桨执行机构运行数据和变流执行机构运行数据。
12.—种风机控制方法，其特征在于，包括风模型模块将预先选取的风模型输出至所述风机模型模块；风机模型模块根据预先选取的风机模型对所述风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将所述风机运行数据输出至风机控制器；风机控制器对所述风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将所述风机操作指令输出至所述风机模型模块。
全文摘要
本发明公开了一种风机控制装置和风机控制方法。该装置包括风模型模块、风机模型模块和风机控制器。风模型模块，用于将预先选取的风模型输出至风机模型模块；风机模型模块，用于根据预先选取的风机模型对风模型和风机控制器输出的风机操作指令进行运算处理，生成风机运行数据，并将风机运行数据输出至风机控制器；风机控制器，用于对风机运行数据进行运算处理生成风机操作指令，并将风机操作指令输出至风机模型模块。本发明避免了直接在风机上对风机控制方法进行测试时对风机造成损坏以及降低了风机的维护成本，并且可以方便的实现在不同风况下对风机控制方法的测试。
文档编号F04D27/00GK102364116SQ20111034926
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者李健, 李强, 赵树椿 申请人:新疆金风科技股份有限公司