一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，在傳統(tǒng)的控制策略基礎(chǔ)上，增加了功率尖峰調(diào)節(jié)，當(dāng)功率達(dá)到一定限值時(shí)，開始提前變槳，減小推力，增加最小凈空。該方法控制簡(jiǎn)單、高效，最小凈空增加效果明顯，發(fā)電量損失很小，在增加最小凈空的同時(shí)還可以減少在額定風(fēng)速附近由于陣風(fēng)導(dǎo)致的機(jī)組過速停機(jī)，有利于降低大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力。雖然會(huì)損失一部分的電功率，但在不修改關(guān)鍵部件的幾何設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了最小凈空，減小了載荷，縮短設(shè)計(jì)周期，降低度電成本。
【專利說明】-種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的 尖峰調(diào)節(jié)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年，在世界范圍內(nèi)尤其是在中國(guó)，風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量持續(xù)快速提升，可利用 的優(yōu)質(zhì)風(fēng)資源越來越少。并且在中國(guó)，低風(fēng)速風(fēng)資源靠近負(fù)荷中心，有利于風(fēng)電的輸出，因 此市場(chǎng)急需適用于低風(fēng)速區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為了快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，整機(jī)設(shè)計(jì)廠家通 常選擇在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，優(yōu)化部分組件的設(shè)計(jì)，增加風(fēng)輪直徑，以適應(yīng)低 風(fēng)速區(qū)域的需求，降低度電成本。但是隨著葉片長(zhǎng)度的增加，最小凈空（葉尖與塔架間的最 小距離）要求也隨之加大。
[0003] 從整機(jī)設(shè)計(jì)廠家的角度來考慮，在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上，若不更改輪轂、傳動(dòng)鏈部分 的幾何設(shè)計(jì)，則最小凈空很難滿足GL規(guī)范的要求，且不利于機(jī)組安全運(yùn)行；若更改這些關(guān) 鍵部件的幾何設(shè)計(jì)，則開發(fā)周期長(zhǎng)，成本也會(huì)增加。因此，為了盡量不更改原有部件的幾何 設(shè)計(jì)，需要在控制策略上進(jìn)行優(yōu)化，保證最小凈空滿足規(guī)范要求，同時(shí)能保證機(jī)組安全穩(wěn)定 運(yùn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法， 在不更改機(jī)組原有機(jī)型關(guān)鍵部件的幾何設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增大風(fēng)輪直徑時(shí)，來增加最小凈空，同 時(shí)保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最 小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，包括如下步驟：
[0006] (1)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前載荷及整機(jī)結(jié)構(gòu)確定最小允許槳矩角0ΑΒ折線或0ΑΒ 曲線；
[0007] (2)檢測(cè)機(jī)組實(shí)時(shí)輸出功率，并對(duì)輸出功率進(jìn)行濾波處理，計(jì)算當(dāng)前的輸出P_n ;
[0008] (3)根據(jù)機(jī)組當(dāng)前的輸出功率Pm_，按照0ΑΒ折線或0ΑΒ曲線，計(jì)算機(jī)組最小允許 槳矩角b min ;
[0009] (4)根據(jù)得到的最小允許槳矩角bmin對(duì)變槳控制的目標(biāo)角度進(jìn)行限制，以減小推 力，減少葉片變形，增加最小凈空。
[0010] 對(duì)輸出功率進(jìn)行濾波處理時(shí)的濾波時(shí)間為Is?5s。
[0011] 通過將得到的最小允許槳矩角應(yīng)用于槳矩角限制器實(shí)現(xiàn)對(duì)變槳控制的目標(biāo)角度 進(jìn)行限制，槳矩角限制器對(duì)變槳控制器PID輸出的槳矩角進(jìn)行限幅，使目標(biāo)槳矩角不超過 最小允許槳矩角。
[0012] 當(dāng)最小允許槳矩角0ΑΒ為折線時(shí)，當(dāng)前的輸出功率為Pm_時(shí)最小允許槳矩角bmin 的計(jì)算公式如下：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前載荷及整機(jī)結(jié)構(gòu)確定最小允許槳矩角OAB折線或OAB曲 線. (2) 檢測(cè)機(jī)組實(shí)時(shí)輸出功率，并對(duì)輸出功率進(jìn)行濾波處理，計(jì)算當(dāng)前的輸出Pm_; (3) 根據(jù)機(jī)組當(dāng)前的輸出功率P_，按照OAB折線或OAB曲線，計(jì)算機(jī)組最小允許槳矩 角b-; (4) 根據(jù)得到的最小允許槳矩角bmin對(duì)變槳控制的目標(biāo)角度進(jìn)行限制，以減小推力，減 少葉片變形，增加最小凈空。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，其特 征在于：對(duì)輸出功率進(jìn)行濾波處理時(shí)的濾波時(shí)間為Is?5s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，其特 征在于：通過將得到的最小允許槳矩角應(yīng)用于槳矩角限制器實(shí)現(xiàn)對(duì)變槳控制的目標(biāo)角度進(jìn) 行限制，槳矩角限制器對(duì)變槳控制器PID輸出的槳矩角進(jìn)行限幅，使目標(biāo)槳矩角不超過最 小允許槳矩角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，其特 征在于，當(dāng)最小允許槳矩角0AB為折線時(shí)，當(dāng)前的輸出功率為P_時(shí)最小允許槳矩角b min的 計(jì)算公式如下：
其中，\為額定功率時(shí)的最小允許槳矩角；b。#為最優(yōu)槳矩角；已為額定功率；Ppss為尖 峰調(diào)節(jié)起始功率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增加最小凈空的尖峰調(diào)節(jié)控制方法，其特 征在于：當(dāng)最小允許槳矩角0AB為曲線時(shí)，通過查表法或數(shù)學(xué)多項(xiàng)式擬合法得出最小允許 槳矩角。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK104088753SQ201410290946
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】謝金娟, 高亞春, 程林志, 史航, 盧仁寶, 袁金庫, 武愈振, 王建偉, 王朝東, 李松博, 張朋朋, 石磊, 耿麗紅 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許昌許繼風(fēng)電科技有限公司