[发明专利]矫正叶轮气动不平衡的方法及装置

说明书

提供了一种矫正叶轮气动不平衡的方法及装置。所述方法包括：确定风力发电机组的叶轮是否处于气动不平衡状态；当确定叶轮处于气动不平衡状态时，确定桨距角寻优范围；循环依次将叶轮的多个叶片的目标桨距角设置为确定的桨距角寻优范围内的值，直至设置的所述多个叶片的目标桨距角使叶轮处于气动平衡状态时停止循环，其中，每次循环时针对所述多个叶片所设置的多个目标桨距角与上一次循环时所设置的至少部分不同。根据所述方法及装置，能够准确、快速地自动矫正叶轮气动不平衡。

技术领域

本发明总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种矫正叶轮气动不平衡的方法及装置。

背景技术

通常在风力发电机组的设计仿真阶段，会根据整机的数学模型(涉及叶片、塔架、变桨及变流系统等)，设计出风力发电机组的控制参数，其中包含风力发电机组的最优桨距角参数。在风力发电机组运行时，如果风力发电机组的输出功率小于额定功率，则叶片的桨距角会被固定在最优桨距角，以便使叶片从风能中获取最大的能量。

然而，在现场安装过程中，由于安装误差或者错误，可能导致叶片(一支或者多支)的实际桨距角与最优桨距角之间存在偏差，从而产生叶轮气动不平衡。除此之外，机组运行过程中的一些环境因素亦可能导致叶轮气动不平衡，例如，叶片表面污染物聚集，并且在不同叶片间不均匀分布，此外，叶片表面结冰也可能导致叶轮气动不平衡。

由于叶轮系统是一个惯性较大的旋转部件(特别是针对永磁直驱机组)，叶轮气动不平衡可能对机组的安全稳定运行造成不良影响：1)导致机组出力降低，这是由于机组叶片的实际桨距角与最优桨距角之间存在偏差，降低了叶片吸收风能的效率；2)影响发电机主轴的寿命，这是由于在叶轮气动不平衡的条件下，机组在运行过程中，叶轮系统相对于发电机主轴存在一定角度的偏载，并以一定周期重复出现，进而影响发电机主轴的寿命；3)导致机组故障频繁，这是由于叶轮气动不平衡的存在导致叶轮平面承受的推力不均衡，使得在某些工况条件下，机组机舱的加速度超过阈值，从而导致机组振动故障。

然而，现有技术无法自动便捷地矫正叶轮气动不平衡，不便于及时、准确地矫正叶轮气动不平衡以尽量避免上述不良影响。

发明内容

本发明的示例性实施例在于提供一种矫正叶轮气动不平衡的方法及装置，以解决现有技术存在的无法自动便捷地矫正叶轮气动不平衡的问题。

根据本发明的示例性实施例，提供一种矫正叶轮气动不平衡的方法，所述方法包括：确定风力发电机组的叶轮是否处于气动不平衡状态；当确定叶轮处于气动不平衡状态时，确定桨距角寻优范围；循环依次将叶轮的多个叶片的目标桨距角设置为确定的桨距角寻优范围内的值，直至设置的所述多个叶片的目标桨距角使叶轮处于气动平衡状态时停止循环，其中，每次循环时针对所述多个叶片所设置的多个目标桨距角与上一次循环时所设置的至少部分不同。

可选地，所述方法还包括：分别针对每个叶片，获取循环停止时该次循环针对该叶片所设置的目标桨距角与预设的最优桨距角之间的差值，作为针对该叶片的桨距角理论值与桨距角实际值之间的偏差；基于针对该叶片的桨距角理论值与桨距角实际值之间的偏差，对该叶片的桨距角理论值进行修正，其中，当叶轮处于气动平衡状态时，每个叶片的实际桨距角均为所述最优桨距角。

可选地，循环依次将叶轮的多个叶片的目标桨距角设置为确定的桨距角寻优范围内的值，直至设置的所述多个叶片的目标桨距角使叶轮处于气动平衡状态时停止循环的步骤包括：在进行每次循环时，将所述多个叶片中的一部分叶片的目标桨距角设置为预设的最优桨距角，并将所述多个叶片中的另一部分叶片的目标桨距角设置为所述桨距角寻优范围内的且不同于上一次循环时设置的值；在完成针对本次循环所设置的所述多个叶片的目标桨距角的变桨之后，确定叶轮是否处于气动平衡状态，其中，当确定叶轮处于气动平衡状态时，停止循环；当确定叶轮处于气动不平衡状态时，进入下一次循环。