[发明专利]适用于海上风电场的含抗台风模式的叶轮控制系统

权利要求书

1.一种适用于海上风电场的含抗台风模式的叶轮控制系统，包括至少一台风力发电机组(2)，其特征在于：所述适用于海上风电场的含抗台风模式的叶轮控制系统还包括中央总控制平台(1)，所述风力发电机组(2)包括子控制器(21)、塔架(22)、叶片(23)、轮毂(24)和机舱(25)，所述机舱(25)上安装有风速和风向传感器，所述塔架(22)和叶片(23)上均安装有压力传感器，所述子控制器(21)内置于所述塔架(22)或机舱(25)中，所述中央总控制平台(1)和各所述子控制器(21)连接，所述子控制器(21)与所述风速和风向传感器、压力传感器连接，其中：

所述中央总控制平台(1)，用于接收气象信息和所述子控制器(21)上传的实测风速和风向数据并向所述子控制器(21)下达指令，执行如下操作：

1)当接收到台风预警信息后，向各所述子控制器(21)下达进入抗台风模式第一阶段指令，根据气象信息及所述风力发电机组(2)的实测风速和风向数据模拟出预测风速和风向数据并将预测风速和风向数据下达至对应的所述子控制器(21)；

2)当所述风力发电机组(2)的实测风速不断增加且大于第一风速参考值时，向对应的所述子控制器(21)下达进入抗台风模式第二阶段指令；

3)当接收到台风预警解除信息后，向各所述子控制器(21)下达进入抗台风模式第三阶段指令；

所述子控制器(21)，用于上传实测风速和风向数据至所述中央总控制平台(1)，并接收中央总控制平台(1)下达的指令及预测风速和风向数据，执行如下操作：

1)在接收进入抗台风模式第一阶段指令后，根据叶片压力模型和塔架压力模型，以所述中央总控制平台(1)的预测风速和风向数据为已知参量，以第一夹角和第二夹角为变化参量，通过扫描变化参量的方式估算叶片压力和塔架压力并获得所述估算叶片压力和塔架压力的总和，以所述估算叶片压力和塔架压力的总和最小为目标优选出最佳第一夹角和最佳第二夹角；

2)在接收进入抗台风模式第二阶段指令后，根据实测风速和风向数据对所述最佳第一夹角和最佳第二夹角进行修正，并在误差允许范围内偏航角始终保持为0°的情况下控制所述风力发电机组(2)根据修正后的最佳第一夹角和最佳第二夹角调整到位后停机脱网；

3)在接收进入抗台风模式第三阶段指令后，启动各所述风力发电机组(2)至完成并网；

其中，所述偏航角为叶轮扫掠面轴线与实测风向在水平面上投影的夹角，所述第一夹角为桨距角，所述桨距角为叶片顶端翼型弦线与叶轮扫掠面的夹角，所述第二夹角为地面垂直线与叶片纵向轴线夹角。

2.如权利要求1所述的适用于海上风电场的含抗台风模式的叶轮控制系统，其特征在于：所述根据实测风速和风向数据对所述最佳第一夹角和最佳第二夹角进行修正，包括：

对比所述风力发电机组(2)实测风速和风向数据与预测风速和风向数据；

判断实测风速是否大于预测风速且超出误差允许范围，若是则采用最差情况的历史数据修正最佳第一夹角和最佳第二夹角。

3.如权利要求2所述的适用于海上风电场的含抗台风模式的叶轮控制系统，其特征在于：

所述最差情况的历史数据为各台所述风力发电机组(2)遭遇历史最强台风时对应的历史最佳第一夹角和历史最佳第二夹角。

4.如权利要求1所述的适用于海上风电场的含抗台风模式的叶轮控制系统，其特征在于：所述中央总控制平台(1)向对应的所述子控制器(21)下达进入抗台风模式第二阶段指令后，还包括：

当所述风力发电机组(2)实测风速不断下降且小于第二风速参考值时，向所述子控制器(21)下达修正停止姿态指令与预测风速和风向数据；

所述子控制器(21)在收到修正停止姿态指令与预测风速和风向数据后，执行如下操作：

1)以保持当前所述轮毂(24)停止姿态不变为前提，再次优选出最佳第一夹角；

2)判断再次优选出的最佳第一夹角与当前第一夹角的偏差是否超出允许范围，若是则调整当前第一夹角至再次优选出的最佳第一夹角。