[发明专利]风速信息处理方法及装置和变桨控制方法、装置及系统

说明书

本发明实施例提供一种风速信息处理方法及装置和变桨控制方法、装置及系统。该变桨控制方法包括：获取本风力发电机组的当前上风侧的风速变化数据；根据本风力发电机组测得的风速数据与当前上风侧的风速变化数据确定本风力发电机组的风速变化是否与当前上风侧的风速变化匹配；如果本风力发电机组的风速变化与当前上风侧的风速变化匹配，且当前的转速在预定转速范围内，则根据当前上风侧的风速变化数据对本风力发电机组进行变桨控制。采用本发明实施例，可以使得对风力发电机组的转速控制更稳定，有效降低风力发电机组的载荷，提高发电效率，且对风速传感器的测量精度和安装位置无要求。

技术领域

本发明涉及风力发电机技术，尤其涉及一种风速信息处理方法及装置和变桨控制方法、装置及系统。

背景技术

随着风力发电容量的不断增大，风力发电机组类型和控制方式已从单一的定桨距控制向变桨距控制和变速控制发展。如何保证风力发电机高效、稳定地运行成为风力发电技术需要解决的重要内容。

变桨距风力发电机组的运行区域一般分为启动区、Cp恒定区、转速恒定区、功率恒定区共四个运行区域。在启动区、Cp恒定区、转速恒定区等三个运行区域，主控系统控制桨叶会开到0度角，此时不需要进行调桨控制。在功率恒定区，为保持功率恒定及转速稳定，需要进行调桨控制。目前风力发电机组的调桨控制主要为PID(Proportion-Integral-Derivative，比例-积分-导数)控制，即主控系统通过使风力发电机组运行在恒定转速作为调桨控制的目标，计算出桨角的数值并传送给变桨系统，变桨系统根据最新的桨角的命令进行调桨，从而在一定程度上实现转速的恒定控制。

然而，由于风速是瞬变的，因此在调桨控制中单单使用PID控制对达到转速稳定的效果具有一定的局限性，而且，PID控制的依据是转速差值，即检测到转速差值变化后才开始计算桨角并进行调桨控制，具有滞后性，上述被动变桨方式的调桨控制滞后会导致转速控制具有一定波动而引起机组载荷变大，导致风力发电机组的发电量较低、发电功率较低。

另外，对于通过风速的预测进行主动变桨的方式来说，对风速的预测方式则尤为重要，目前可以通过天气预报信息进行风速预测，或者通过风速传感器测量当前的风速。对于通过天气预报信息进行风速预测的方式由于盲目性较高，所预测的风速数据不准确，很难将其作为调桨控制的依据；而对于通过风速传感器测量当前的风速的方式，若将风速传感器安装在变桨轮毂上，则由于变桨轮毂是旋转的，从而使得风速传感器的安装难度较高，而若将风速传感器安装在机舱尾部，则需要风速传感器的测量距离更远，通常采用激光测风仪，但由于其体积较大，不适用于单台风力发电机组。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种风速信息处理方法及装置和变桨控制方法、装置及系统，能及时进行变桨控制，从而使得对风力发电机组的转速控制更稳定。

根据本发明的一方面，提供一种变桨控制方法。所述方法包括，获取本风力发电机组的当前上风侧的风速变化数据；根据所述本风力发电机组测得的风速数据与所述当前上风侧的风速变化数据确定所述本风力发电机组的风速变化是否与所述当前上风侧的风速变化匹配；如果所述本风力发电机组的风速变化与所述当前上风侧的风速变化匹配，且当前的转速在预定转速范围内，则根据当前上风侧的风速变化数据对所述本风力发电机组进行变桨控制。

优选地，所述获取本风力发电机组的当前上风侧的风速变化数据的处理之前还包括：获取本风力发电机组当前的运行状态的信息；如果当前的运行状态为预定的运行状态，则执行所述获取本风力发电机组的当前上风侧的风速变化数据的处理，其中，所述预定的运行状态为额定功率运行状态、限转速运行状态或限功率运行状态。

优选地，所述根据当前上风侧的风速变化数据对所述本风力发电机组进行变桨控制的处理包括：根据所述当前上风侧的风速变化数据和本风力发电机组当前的转速确定目标转速，并基于所述目标转速确定本风力发电机组当前所需的桨角的数值，以及根据所述当前所需的桨角的数值进行变桨控制。