[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

说明书

本发明公开了一种风力发电机超速预警方法、装置和风力发电机组。风力发电机超速预警方法包括：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。本发明公开的风力发电机超速预警方法、装置和风力发电机组实现了风力发电机超速的提前预警，可以在可能引发超速的第一时间发出超速预警，以便运维人员采取相应的应对策略，使得机组的转速不致上升到超速保护定值就能快速预警，减少了超速对机组的伤害。

技术领域

本发明实施例涉及发电技术，尤其涉及一种风力发电机超速预警方法、装置和风力发电机组。

背景技术

对风力发电机组的超速保护是风电行业最关注的课题之一，受到了风力发电行业技术人员的长期关注。

在现有的风力发电机组的超速保护过程中，一般根据风轮转速与保护定值的关系确定是否需要发出超速预警或实施转速保护操作。

这种方法在本质上是一种事后保护，必须在风力发电机组转速超过保护定值之后才会发出预警或实施保护动作。这样的事后保护在发出预警或实施保护操作时，风力发电机组已经处于超速运行状态，这样的事后保护方式对风力发电机组有一定的伤害，且预警动作反应慢。

发明内容

本发明提供一种风力发电机超速预警方法、装置和风力发电机组，以实现快速预警，减少超速对机组的伤害。

第一方面，本发明实施例提供了一种风力发电机超速预警方法，该风力发电机超速预警方法包括：

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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，风力发电机超速预警方法还包括：