[发明专利]极端风力条件下风力发电机组偏航误差的控制系统及方法

说明书

本发明属于风力发电机组停机技术领域，涉及一种极端风力条件下风力发电机组偏航误差的控制系统及方法，控制方法包括以下步骤：第一步：计算当前平均偏航误差；判断当前平均偏航误差是否超过偏航误差阈值，如果是，则进入第二步；第二步：计算当前平均桨距角；判断当前平均桨距角是否超过桨距角阈值，如果是，则进入第三步；第三步：降低偏航误差阈值；第四步：叶轮转速逐渐下降；第五步：叶轮转速下降过程中，实时计算当前平均叶轮转速；判断当前平均叶轮转速是否超过停机转速限值，如果是则进入机组正常停机模式，如果否叶轮转速则将维持在设定的降转速下限值。本发明的方法可降低风电机组遭遇的极限载荷，降低机组大部件设计尺寸。

技术领域

本发明属于风力发电机组停机技术领域，具体涉及一种极端风力条件下风力发电机组偏航误差的控制系统及方法。

背景技术

水平轴风力发电机的风轮吸收风能旋转，进而带动连接的发电机旋转发电。水平轴风力发电机的偏航系统可以根据测量到的风向变化，使用偏航装置调整对风角度，使风轮的扫掠面与风向保持垂直，意味着偏航误差以零度为目标达到风能最大吸收。

但在一些极端风况时，机组遭受的极限载荷不利于风力发电机组的运行。因此有必要进行偏航控制策略调整使机组在极端风况如大风向风速变化的情况下，尽量降低机组载荷。

现有偏航控制策略为当偏航偏差超过阈值既进行停机保护，所以当风力发电机组遭遇极端风况如风向快速大范围变化时，测量到的偏航误差超过规定的限值，控制器根据偏航控制策略进行停机操作，机组会经历极端载荷。

风力发电机组在遭遇大风向变化及大风速变化的极端条件下，由于大偏航误差会导致极端载荷出现，不利于机组运行。因此有必要进行偏航控制策略的调整，从而降低机组载荷并提高机组净空。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极端风力条件下风力发电机组偏航误差的控制系统及方法，解决了风力发电机组遭遇极端风况条件时机组会经历极端载荷的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种极端风力条件下风力发电机组偏航误差的控制方法，包括以下步骤：

第一步：计算当前平均偏航误差；

判断当前平均偏航误差是否超过偏航误差阈值，如果是，则进入第二步；如果否，此偏航控制策略终止；

第二步：计算当前平均桨距角；

判断当前平均桨距角是否超过桨距角阈值，如果是，则进入第三步；如果否，此偏航控制策略终止；

第三步：降低偏航误差阈值；

第四步：叶轮转速逐渐下降；

第五步：叶轮转速下降过程中，实时计算当前平均叶轮转速；

判断当前平均叶轮转速是否超过停机转速限值，如果是则进入机组正常停机模式，如果否叶轮转速则将维持在设定的降转速下限值。

进一步，第一步中，计算当前平均偏航误差具体为：

检测当前及当前t1秒以内的偏航误差，并进行平均，得到当前平均偏航误差。

进一步，t1取1-5秒。

进一步，第二步中，计算当前平均桨距角具体为：

检测当前以及当前t2秒以内的桨距角，并进行平均，得到当前平均桨距角。

进一步，t2取1-5秒。

进一步，第五步中，计算当前平均叶轮转速具体为：

检测当前以及当前t3秒以内的叶轮转速，并进行平均，得到当前平均叶轮转速。

进一步，t3取1-5秒。