[发明专利]一种基于机载式激光测风雷达的风电机组净空控制方法

说明书

本发明公开了一种基于机载式激光测风雷达的风电机组净空控制方法，包括以下步骤：S1、计算实时竖直风剪切VShear；S2、计算风轮面等效风速变化率CR_RAWS；S3、根据实时竖直风剪切VShear和风轮面等效风速变化率CR_RAWS，对净空控制区域进行划分或停机，并对不同的净空控制区域实施其相对应的净空控制。本发明根据风力发电机组的实时竖直风剪切VShear和风轮面等效风速变化率CR_RAWS对风电机组的净空区域进行精准划分，对不同的净空区域采用不同的净空控制策略，最大程度避免了因净空控制导致发电量的大量损失，同时保证了发电机组运行过程中的桨叶的净空幅度，不会出现桨叶扫塔的情况，提升了机组运行的安全性。

技术领域

本发明涉及风力发电机组控制技术领域，尤其涉及一种基于机载式激光测风雷达的风电机组净空控制方法。

背景技术

随着我国能源转型和风电发电技术的高速发展，低风速高湍流的等复杂风资源区的开发正在快速进行；为而了提高整场经济性，大量长桨叶机组被应用于此类风场。此类风资源区更容易出现负向风剪切工况，特点是随着竖直高度的增加，风速呈现逐渐减小的态势。较强的负向风剪切不仅显著增大风轮面的不平衡载荷，增加主轴和齿轮箱的等效疲劳载荷；同时也更容易造成因净空不足的桨叶扫塔的情况，严重危害整机安全。

发明内容

本发明主要解决现有的净空控制方法在保证了风力发电机组运行过程中的桨叶的净空幅度的同时会导致风力发电机组的发电量大量损失的技术问题；提供一种基于机载式激光测风雷达的风电机组净空控制方法，对不同的净空区域采用不同的净空控制策略，最大程度避免了因净空控制导致发电量的大量损失，同时保证了发电机组运行过程中的桨叶的净空幅度，不会出现桨叶扫塔的情况，提升了机组运行的安全性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

S1、计算实时竖直风剪切VShear；

S2、计算风轮面等效风速变化率CR_RAWS；

S3、根据实时竖直风剪切VShear和风轮面等效风速变化率CR_RAWS，对净空控制区域进行划分或停机，并对不同的净空控制区域实施其相对应的净空控制。

根据风力发电机组的实时竖直风剪切VShear和风轮面等效风速变化率CR_RAWS对风电机组的净空区域进行精准划分，对不同的净空区域采用不同的净空控制策略，最大程度避免了因净空控制导致发电量的大量损失，同时保证了发电机组运行过程中的桨叶的净空幅度，不会出现桨叶扫塔的情况，提升了机组运行的安全性。

作为优选，所述的步骤S1具体包括：

S11、获取机载式激光测风雷达的各光束在测量距离D的原始径向风速V_los,i，i表示机载式激光测风雷达的光束编号；

S12、计算上光束面风速V_upper和下光束面风速V_lower，通过如下公式计算上光束面风速V_upper：其中，V_los,1、V_los,2分别为编号为1和2的光束的径向风速，编号为1和2的光束为上平面光束，θ_a是各光束与中心轴线的夹角，通过如下公式计算下光束面风速其中，V_los,3、V_los,4分别为编号为3和4的光束的径向风速，编号为3和4的光束为下平面光束，θ_a是各光束与中心轴线的夹角；

S13、根据如下公式计算实时竖直风剪切VShear：

其中，V_upper为上光束面风速，V_lower为下光束面风速，H_upper为上光束面竖直高度，H_lower为下光束面竖直高度。