[发明专利]一种风力发电机超速预警方法、装置和风力发电机组

权利要求书

1.一种风力发电机超速预警方法，其特征在于，包括：

计算风力发电机的实时机械功率；

测量所述风力发电机产生的实时电磁功率；

计算所述实时机械功率和所述实时电磁功率的比值；

若所述比值超出第一预设范围，则判定存在超速风险。

2.根据权利要求1所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，计算所述风力发电机的实时机械功率，包括：

根据所述风力发电机叶片前任意位置的矢量风速和对应的矢量线速度计算对应的矢量入流风速，其中，所述矢量入流风速包括入流风速和入流角；

根据升力系数、阻力系数和所述入流角计算转矩系数；

根据所述转矩系数、空气密度、所述入流风速、叶片上任意位置的弦长和叶片上任意点与旋转中心的距离计算所述风力发电机的实时转矩；

根据所述实时转矩和所述风力发电机的实时转速计算所述实时机械功率。

3.根据权利要求2所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，根据所述风力发电机叶片前任意位置的矢量风速和对应的矢量线速度计算对应的矢量入流风速之前，还包括：

采集所述风力发电机叶片前任意位置的所述矢量风速；

确定所述风力发电机叶片前任意位置的矢量线速度。

4.根据权利要求3所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，采集所述风力发电机叶片前任意位置的所述矢量风速，包括：

获取测风雷达实时测量的所述风力发电机叶片前任意位置的所述矢量风速，其中，所述测风雷达包括激光雷达和/或声雷达。

5.根据权利要求3所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，确定所述风力发电机叶片前任意位置的矢量线速度，包括：

获取所述风力发电机组的实时转速；

测量所述风力发电机叶片上任意位置到旋转中心的相对距离；

测量所述风力发电机的叶片旋转平面方位角；

根据所述实时转速、所述相对距离和所述叶片旋转平面方位角绘制出所述叶片任意位置的矢量线速度。

6.根据权利要求1所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，还包括：

在所述实时机械功率和所述实时电磁功率相互平衡的情况下，根据原控制命令控制桨距角；

在所述实时机械功率和所述实时电磁功率不平衡的情况下，根据所述实时机械功率和所述实时电磁功率不平衡的程度不同，对所述桨距角采用不同的控制指令。

7.根据权利要求6所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，对所述桨距角采用不同的控制指令，包括：

将超出所述第一预设范围的部分划分为多个连续的预设区间；

根据所述比值所在的所述预设区间控制对应所述桨距角增加的度数，其中，所述增加的度数与所述比值所在的所述预设区间的最大值成正相关。

8.根据权利要求7所述的风力发电机超速预警方法，其特征在于，根据所述比值所在的所述预设区间控制对应所述桨距角增加的度数，包括：

为多个连续的所述预设区间按正序依次编号；

根据比值所述所在的预设区间的编号确定对应所述桨距角增加的度数，直至桨距角等于90度，其中，所述桨距角增加的度数等于对应编号与预设度数的乘积。

9.一种风力发电机超速预警装置，其特征在于，包括：

机械功率计算模块，用于计算风力发电机的实时机械功率；

电磁功率测量模块，用于测量所述风力发电机产生的实时电磁功率；

计算模块，用于计算所述实时机械功率和所述实时电磁功率的比值；

平衡判定模块，用于若所述比值超出第一预设范围，则确定所述实时机械功率和所述实时电磁功率不平衡，否则确定所述实时机械功率和所述实时电磁功率相互平衡；

超速风险判定模块，用于若所述实时机械功率和所述实时电磁功率不平衡，则判定存在超速风险，和若所述实时机械功率和所述实时电磁功率相互平衡，则判定不存在超速风险。