[发明专利]一种风电机组桨距角的控制方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种风电机组桨距角的控制方法、系统、设备及存储介质，属于风力发电领域，通过检测风向仪测量风向并与预设阈值比较判断是否遭遇了极端风向变化，并通过调度最小桨距角以应对风向急速变化带来的极限载荷。对风向仪测量风向方向正负作为判断，由于负向风向来流时提高最小桨距角会导致机组大部件经历的载荷较正向风向为大，故只对正向来流的风向进行提高最小桨距角的控制来降低极限载荷。相较不区分风向的控制方式，进一步降低机组在极端风向变化时带来的极限载荷。使用判断风速阈值的方式，当前测量风速超过阈值作为首要条件，避免由于风速小但尚未对机组弯矩造成冲击的情况下提高桨距角对机组发电量造成损失的问题。

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种风电机组桨距角的控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

在国际电工标准IEC61400-13风力发电机组设计中规定了风力发电机组经历EDC(方向改变的极端大风)叠加ECD(方向改变的极端连续阵风)的阵风，风速及风向都剧烈变化，在此情况下机组的偏航轴承等关键部件承受较大弯矩，有可能经历极限载荷。因此有必要进行机组运行控制策略调整，使机组在极端风况如剧烈风向风速变化的情况下，尽量降低机组载荷。

针对上述问题，现有技术提出了解决方法，包括：风力发电机组在传统控制方式下正常运行时，当风速达到额定风速附近，将最小桨距角保持在最优桨距角位置，如果此时遭遇较大阵风，因最小桨距角处在最优位置并且无法做出过快的顺桨动作，就会导致机组的塔架推力过大，从而增加了机组的开发成本，或因塔架尺寸过大而无法运输。另外，叶片与塔架之间的净空也会变得很小，易出现叶片扫塔的风险，从而威胁到机组的运行安全。现有技术还提出了一种新的解决方法，具体为：基于检测到的输出功率对风力发电机组的最小桨距角进行动态调整，克服了传统控制方式中额定风速附近最小桨距角处在最优位置不动，而导致塔架推力过大及净空过小的问题，从而降低了风力发电机组的设计成本，同时提高了风力发电机组的运行安全。

上述方法由于仅靠风力发电机组的输出功率作为判断条件，虽然可以在风速风向剧烈变化条件下提前进行变桨动作，但在正常发电工况下也会进行变桨动作，从而导致发电量损失。

发明内容

为了克服上述现有技术中，仅靠风力发电机组的输出功率作为判断条件导致发电量损失的缺点，本发明的目的在于提供一种风电机组桨距角的控制方法、系统、设备及存储介质。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于极端风向变化条件下的桨距角控制方法，包括如下步骤：

步骤1)获取风电机组的实时测量风速；

步骤2)获取实时测量风速下的实时风向偏差阈值；

步骤3)基于预先设定的风速阈值，判断风速阈值与步骤1)中实时测量风速之间的关系，

当实时测量风速小于等于风速阈值，则风电机组继续运行；

当实时测量风速大于风速阈值，则继续获取风电机组的实时测量风向；当实时测量风向小于等于0，则风电机组继续运行；当实时测量风向大于0，则判断实时测量风向与步骤2)中的实时风向偏差阈值之间的关系，

当实时测量风向小于等于当前风速下的实时风向偏差阈值，则风电机组继续运行；

当实时测量风向大于当前风速下的实时风向偏差阈值，则将原最小桨距角设置值提高1～3度。

优选地，步骤1)中，获取实时风电机组的测量风速后，还包括对实时测量风速进行滑动平均。

优选地，步骤2)中，首先对当前实时测量风速进行滑动平均，利用插值法处理滑动平均后的实时测量风速与预设的风向偏差阈值，得到当前风速下的实时风向偏差阈值。

优选地，滑动平均中，滑动时间为10-15s。