[发明专利]一种直驱型风电机组风机运行控制方法

说明书

本发明公开了一种直驱型风电机组风机运行控制方法，包括：采集相关的数据信息，构建基于不同能量变换拓扑结构的直驱型风电系统；基于所述直驱型风电系统构建风电机组风机运行控制模型；在仿真平台建立相应的仿真模型，利用所述风电机组风机运行控制模型对风机运行状态进行仿真分析，得到分析结果；根据所述分析结果判断风机的实时运行性能，对所述实时运行性能低的风机进行控制及调整。本发明能够解决现有技术存在的问题，全方位的预判故障的发生并及时进行相应的调节，从而能够有效提高风机运行的经济性和可靠性。

技术领域

本发明涉及风电控制的技术领域，尤其涉及一种直驱型风电机组风机运行控制方法。

背景技术

能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是社会发展的动力，然而作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生能源的储量日趋减少，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到重视，装机量也不断增加，随着风力发电技术的不断发展，直驱型风电机组风机的各种研究也日益深入。

直驱型风电机组风机的故障保护功能，对风机的安全运行以及性能提升至关重要。故障保护功能是指由于直驱型风电机组的内部或外部发生故障，或监控的参数超过极限值而出现危险情况，或控制系统失效，直驱型风电机组不能保持在它的正常运行范围内，则启动安全保护系统，使直驱型风电机组收桨停机。

目前，直驱型风电机组的故障保护方式较为单一，即风力发电机发生某一故障时，主控系统马上控制直驱型风电机组收桨停机，但该方式会造成一定的停机时间和发电量损失。另外，现有技术无法从多角度、多方面预判故障的发生并难以及时的进行调节，从而导致经济及成本上的损失。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有技术故障保护方式较为单一，无法从多角度、多方面预判故障的发生并难以及时的进行调节，从而导致风机的经济及可靠性的降低。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：采集相关的数据信息，构建基于不同能量变换拓扑结构的直驱型风电系统；基于所述直驱型风电系统构建风电机组风机运行控制模型；在仿真平台建立相应的仿真模型，利用所述风电机组风机运行控制模型对风机运行状态进行仿真分析，得到分析结果；根据所述分析结果判断风机的实时运行性能，对所述实时运行性能低的风机进行控制及调整。

作为本发明所述的直驱型风电机组风机运行控制方法的一种优选方案，其中：所述相关信息的采集包括根据设置的测点进行在线读取或历史存储得到的运行状态参数。

作为本发明所述的直驱型风电机组风机运行控制方法的一种优选方案，其中：所述基于不同能量变换拓扑结构的直驱型风电系统包括采用二极管整流器和DC/DC变流器直驱型风电系统或采用双PWM直驱型风电系统。

作为本发明所述的直驱型风电机组风机运行控制方法的一种优选方案，其中：所述直驱型风电系统的数学模型包括：

其中，F表示风能，ρ表示空气密度，r表示风电机的机叶片半径，v表示风速，δ表示风能利用系数，α表示风电机叶尖速比，R表示机叶片半径的转速。

作为本发明所述的直驱型风电机组风机运行控制方法的一种优选方案，其中：所述风电机组风机运行控制模型的构建包括基于系统总风险最小化得到基本的数学模型为：

maxf＝f(x,y,z)

s.t.h(x,y,z)＝0