[发明专利]风力发电机组的叶片失速诊断方法及装置

说明书

本公开提供了一种风力发电机组的叶片失速诊断方法及装置。所述叶片失速诊断方法包括：获取风力发电机组的运行状态数据和运行环境数据；确定获取的运行状态数据和运行环境数据是否满足第一预设条件；当获取的运行状态数据和运行环境数据满足第一预设条件时，利用风力发电机组的设计功率曲线和实际功率曲线来确定实际功率曲线是否满足第二预设条件；当实际功率曲线满足第二预设条件时，通过改变风力发电机组叶片的桨距角来确定风力发电机组叶片是否处于失速状态。本公开能够提高诊断叶片失速的效率以及准确性。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种用于风力发电机组的叶片失速诊断的方法及其装置。

背景技术

风力发电机的叶片是吸收风能的重要部件，叶片性能的好坏直接影响到风力发电机对风能的吸收，进而影响风力发电机组的整体出力情况。风力发电机组在实际运行过程中，在一定工况下，可能存在叶片失速的情况，其中，叶片失速造成叶片的升力变小、阻力变大、叶片吸收风能的能力急剧下降，从而使得风力发电机组的输出功率与功率设计值相差很大。对于风电场来说，叶片失速发生后，将导致发电量大量损失。

在现阶段，一般是简单地通过功率曲线对比（即对实际功率曲线和设计功率曲线进行比较）的方式来确定叶片是否处于失速状态。然而，由于叶片失速成因（例如，叶片本身设计缺陷；叶片制造工艺缺陷；外部环境因素（诸如高温、高湿度、低空气密度）；叶片表面污染导致叶片翼型发生变化等）复杂，而现有的诊断方法并未考虑到上述因素，因此现有的诊断方法可能会导致诊断结论错误，此外，仅将风力发电机组出力降低归结为叶片失速也是不准确的。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种用于风力发电机组的叶片失速诊断的方法及其装置，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。

本发明的一方面在于提供一种风力发电机组的叶片失速诊断方法，所述方法可以包括：获取风力发电机组的运行状态数据和运行环境数据；确定获取的运行状态数据和运行环境数据是否满足第一预设条件；当获取的运行状态数据和运行环境数据满足第一预设条件时，利用风力发电机组的设计功率曲线和实际功率曲线来确定实际功率曲线是否满足第二预设条件；当实际功率曲线满足第二预设条件时，通过改变风力发电机组叶片的桨距角来确定风力发电机组叶片是否处于失速状态。

风力发电机组的运行状态数据可以包括叶轮转速、风速、输出功率，并且风力发电机组的运行环境数据可以包括环境温度、空气密度、海拔高度。

第一预设条件可以包括获取的空气密度小于或等于在理想状况下叶片处于失速状态的空气密度与特定空气密度裕量之和并且获取的叶轮转速大于或等于风力发电机组叶轮的最大转速与特定发电机转速系数之积。

其中，当获取的运行状态数据和运行环境数据不满足第一预设条件时，可以确定风力发电机组的叶片未处于失速状态。

利用风力发电机组的设计功率曲线和实际功率曲线来确定实际功率曲线是否满足第二预设条件的步骤可以包括：通过对获取的风速进行转化来获得与所述设计功率曲线具有相同空气密度的实际功率曲线；将转化后的实际功率曲线与所述设计功率曲线进行比较；根据比较结果选取风速段来确定实际功率曲线是否满足第二预设条件，其中，所述风速段是在相同风速段内所述设计功率曲线的功率设计值与实际功率值之间的差值大于或等于预设值的风速段。

确定实际功率曲线是否满足第二预设条件的步骤还可以包括：以预定风速为步长，将选取的风速段划分为多个子风速段；分别计算所述多个子风速段中的每个子风速段的实际功率均值与相应的功率设计均值的第一差值百分比；根据每个子风速段中的第一差值百分比来计算选取的风速段的差值百分比均值；通过对计算出的差值百分比均值与第一预设阈值进行比较来确定实际功率曲线是否满足第二预设条件。