[发明专利]一种风力发电机组变桨控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种风力发电机组变桨控制方法及系统，方法包括基于风力发电机组的发电机转速得到风力发电机组的当前转速加速度；判断当前转速加速度是否超过预设转速加速度；若当前转速加速度超过预设转速加速度，则基于当前转速加速度和预先构建的转速加速度‑变桨叠加角度曲线确定变桨时需要额外叠加的变桨角度叠加值；基于当前转速加速度、确定的变桨角度叠加值以及预先存储的转速加速度与变桨角度之间的对应关系确定实际变桨角度；基于确定好的实际变桨角度生成变桨控制信号以控制风力发电机组变桨。本发明能够有效防止风力发电机组在风速急剧升高阶段因变桨不及时或者变桨速度慢导致的发电机转速快速上升而出现超速问题。

技术领域

本发明涉及风电变桨控制技术领域，尤其涉及一种风力发电机组变桨控制方法。

背景技术

随着风电行业的迅速发展，风力发电机组单位千瓦扫风面积越来越大，装机位置的风资源条件越来越差，带来了较为严重的发电机超速问题。发电机超速时，将可能导致风力发电机组超过设计载荷，严重时，甚至引起风力发电机组倒塔，给整机厂家和业主带来严重损失。

当风力发电机组遭遇超过设计的极端阵风工况(EOG阵风)时，具体表现为：风速快速降低，随后快速升高，此时，风力发电机组内的发电机转速先急剧降低，随后快速拉升。当转速达额定转速后，风力发电机组开始变桨，此时变桨角度为0度，保持最大风能吸收，即使极快速度变桨，仍不可避免超速。随超低风速风机的设计开发，风力发电机组叶片越来越长，超速问题越来越明显，机组载荷将迎来极大挑战。

因此，如何预防风力发电机组的超速问题发生，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，特别创新地提出了一种风力发电机组变桨控制方法及系统，能够有效防止风力发电机组在风速急剧升高阶段因变桨不及时或者变桨速度慢导致的发电机转速快速上升而出现超速问题。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种风力发电机组变桨控制方法，所述方法包括如下步骤：

基于风力发电机组的发电机转速得到所述风力发电机组的当前转速加速度；

判断所述当前转速加速度是否超过预设转速加速度；

若所述当前转速加速度超过所述预设转速加速度，则基于所述当前转速加速度和预先构建的转速加速度-变桨叠加角度曲线确定变桨时需要额外叠加的变桨角度叠加值；

基于所述当前转速加速度、确定的变桨角度叠加值以及预先存储的转速加速度与变桨角度之间的对应关系确定实际变桨角度；

基于确定好的所述实际变桨角度生成变桨控制信号以控制风力发电机组变桨。

优选地，所述风力发电机组变桨控制方法还包括构建转速加速度-变桨叠加角度曲线的步骤，其中，

所述构建转速加速度-变桨叠加角度曲线的步骤包括：

基于风力发电机组的不同工况下的仿真运行数据得到第一预设工况和第二预设工况的变桨角度-转速加速度散点分布图；

根据所述变桨角度-转速加速度散点分布图中第一预设工况的变桨角度-转速加速度外轮廓线得到能够反映第一预设工况下变桨角度与转速加速度之间相互关系的第一函数关系式；

根据所述变桨角度-转速加速度散点分布图中第二预设工况的变桨角度-转速加速度外轮廓线得到能够反映第二预设工况下变桨角度与转速加速度之间相互关系的第二函数关系式；

根据所述第一函数关系式和第二函数关系式得到不同转速加速度下第一预设工况和第二预设工况之间的多个变桨角度差值；