[发明专利]风力发电机组的功率优化方法、装置和设备

说明书

本发明提供一种风力发电机组的功率优化方法、装置和设备。该方法包括：获取本风力发电机组在风能利用系数恒定区的运行数据；根据所述运行数据对所述本风力发电机组在风能利用系数恒定区的转速‑转矩曲线进行修正，得到修正后的转速‑转矩曲线；所述修正后的转速‑转矩曲线表示所述本风力发电机组在功率值最大时的转速和转矩的对应关系；控制所述本风力发电机组根据所述修正后的转速‑转矩曲线运行。本发明由于修正后的转速‑转矩曲线是根据功率值最大时的转速和转矩的对应关系得到的，因此风力发电机组根据修正后的转速‑转矩曲线运行能够使得功率最大，即能够使得风电机组运行在更近似于最佳叶尖速比的状态，获取最大风能。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的功率优化、装置和设备。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。在国家开发利用可再生能源政策推动下，我国风电产业以及技术在迅速发展。风力发电机组的控制是风力发电系统核心内容之一，即通过控制风力发电机组来实现风能的捕获并将其转换为电能。随着风力发电容量的不断增大，机组类型和控制方式已从单一的定桨距失速控制向变桨距控制和变速控制发展。变桨距风力发电机组的主要控制目标是根据风速来调整桨距角，实现起动时对风轮转速的控制和并网后最大功率跟踪。随着风力发电机组容量的不断增大，如何提高风力发电机组运行效率、最大效率地实现从风能向电能的转换，成为风力发电技术研究的重要内容。

根据贝兹理论，要使风力发电机组输出功率更大，需要使风力发电机组的风能利用系数最大，风力机从风中捕获的功率为：

其中ρ表示空气密度，β表示桨距角，C_p(λ,β)表示风力机的风能利用系数，R是风轮的半径，v表示风速，λ表示叶尖速比，即ω为风力机的角速度。风能利用系数C_p(λ,β)随着叶尖速比λ的变化而变化。叶尖速比是用来表述风电机特性的一个十分重要的参数，要想使风力发电机捕获的风能最大，需要使机组运行在最佳叶尖速比，以达到最大风能利用系数。

目前，对于风力发电机组最佳叶尖速比的调节，主要受以下限制：叶尖速比是风轮叶片尖端线速度与风速之比，但受风速仪测量精度的影响，叶尖速比虽然是根据风速计算的，但却不能用采集的风速去修正，或修正后的结果有偏差；此外现有风速仪通常安装在风力发电机组机舱尾部，风能受叶轮旋转产生的湍流影响，其风速值不能作为计算叶尖速比的参考依据，因此无法通过风速准确的调节风力发电机组的最佳叶尖速比。

因此，如何使得风力发电机组更加接近地运行在最佳叶尖速比是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组的功率优化方法、装置和设备，以实现风力发电机组更加接近地运行在最佳叶尖速比。

第一方面，本发明提供一种风力发电机组的功率优化方法，包括：

获取本风力发电机组在风能利用系数恒定区的运行数据；

根据所述运行数据对所述本风力发电机组在风能利用系数恒定区的转速-转矩曲线进行修正，得到修正后的转速-转矩曲线；所述修正后的转速-转矩曲线表示所述本风力发电机组在功率值最大时的转速和转矩的对应关系；

控制所述本风力发电机组根据所述修正后的转速-转矩曲线运行。

第二方面，本发明提供一种风力发电机组的功率优化方法，包括：

获取参考风力发电机组在风能利用系数恒定区的运行数据；

根据所述运行数据对所述参考风力发电机组在风能利用系数恒定区的转速-转矩曲线进行修正，得到修正后的转速-转矩曲线；所述修正后的转速-转矩曲线表示所述参考风力发电机组在功率值最大时的转速和转矩的对应关系；