風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，比較常用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制方式為:根據(jù)可以測量到的量對(duì)風(fēng)速進(jìn)行估算，計(jì)算出最優(yōu)風(fēng)能利用系數(shù)Cp所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，然后經(jīng)過理論計(jì)算繪制出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線，通過檢測實(shí)時(shí)風(fēng)速，擬合轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線，確定當(dāng)前轉(zhuǎn)矩輸入值，然后通過控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩盡快達(dá)到所需轉(zhuǎn)速。
[0003]但是，根據(jù)依賴于上述理論計(jì)算的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，不能使風(fēng)機(jī)達(dá)到最優(yōu)轉(zhuǎn)速，這主要是因?yàn)?
[0004]I)在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的實(shí)際環(huán)境中，能夠影響風(fēng)速的因素如空氣密度、地表粗糙度、溫度等都會(huì)隨著地理位置和季節(jié)、時(shí)間的不同而發(fā)生變化，這種變化是動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的，理論推算出來的風(fēng)速值不能真實(shí)的反映實(shí)際風(fēng)況。
[0005]2)風(fēng)機(jī)零部件受加工誤差和運(yùn)行磨損的影響，實(shí)際性能與設(shè)計(jì)性能存在差別，比如葉片氣動(dòng)性能上的差異，并且這種差異將隨著部件的逐漸磨損消耗而逐漸增大，而這種差異并沒有考慮到上述理論計(jì)算中。
[0006]3)理論計(jì)算的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線存在拐點(diǎn)，如圖1所示的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線中，出現(xiàn)兩個(gè)拐點(diǎn)A、B，由于控制過程中對(duì)拐點(diǎn)的擬合存在難度，不利于確定風(fēng)機(jī)的最優(yōu)轉(zhuǎn)速。
[0007]因此，采用傳統(tǒng)的控制方式，風(fēng)機(jī)很難以最優(yōu)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的整機(jī)性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的之一在于提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制方法和裝置，能夠提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整機(jī)效率。
[0009]進(jìn)一步來講，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制方法包括:設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T、轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量ΛΤ、及參照功率Ptl;周期性檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率，并判斷檢測到的當(dāng)前功率P。是否等于額定功率P額，若當(dāng)前功率P。等于額定功率P額，則繼續(xù)檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率；若當(dāng)前功率P。不等于額定功率P額，則判斷當(dāng)前功率P。是否大于或等于參照功率P C1，若是，則將當(dāng)前功率P。賦值給參照功率P O,并采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向，對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T按照轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量Δ T進(jìn)行調(diào)節(jié)；若當(dāng)前功率P。小于參照功率P O,則將當(dāng)前功率P。賦值給參照功率P O,并改變對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T的調(diào)整方向，采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向，對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T按照轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量△ T進(jìn)行調(diào)節(jié)，繼續(xù)檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率。
[0010]在一些實(shí)施例中，若所述上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向是指對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量ΔΤ，則:采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T繼續(xù)增加轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT ;采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量ΔΤ。
[0011]在一些實(shí)施例中，若所述上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向是指對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量ΔΤ，則:采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T繼續(xù)減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量Δ T ;采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量ΔΤ。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能參數(shù)和作業(yè)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述參照功率Ptl的初始值為初始功率，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作功率和額定功率進(jìn)行設(shè)置。
[0014]與上述方法相對(duì)應(yīng)的是，本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置包括:設(shè)置單元，用于設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T、轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT、及參照功率Ptl;檢測單元，用于周期性檢測風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率；判斷單元，與所述設(shè)置單元及所述檢測單元連接，用于判斷檢測到的當(dāng)前功率P。是否等于額定功率Plg，以及用于判斷當(dāng)前功率P。是否大于或等于參照功率Pci;迭代單元，與所述檢測單元及所述判斷單元連接，用于將檢測到的當(dāng)前功率P。賦值給參照功率Pci;調(diào)節(jié)單元，與所述判斷單元連接，用于根據(jù)所述判斷單元的判斷結(jié)果，參照上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向，對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T按照轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)單元包括:方向控制子單元，用于根據(jù)所述判斷單元的判斷結(jié)果，參照上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向，確定轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T的調(diào)整方向；數(shù)值調(diào)節(jié)子單元，用于根據(jù)所述方向控制子單元確定的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T的調(diào)整方向，對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加或減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量Δ To
[0016]在一些實(shí)施例中，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于獲取上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向，所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于繼續(xù)對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加或減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量Λ To
[0017]在一些實(shí)施例中，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于獲取上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向，所述上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向是指對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT的情況，所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于繼續(xù)對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT ;所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量Δ T ;所述上一調(diào)節(jié)周期的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向是指對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量ΔΤ的情況，所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相同的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于繼續(xù)對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T減少轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT ;所述方向控制子單元確定采用與上一調(diào)節(jié)周期相反的轉(zhuǎn)矩調(diào)整方向時(shí)，所述數(shù)值調(diào)節(jié)子單元用于對(duì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)變量T增加轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量Δ To
[0018]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):
[0019]本發(fā)明中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制方法和裝置可避開對(duì)理論模型依賴，通過根據(jù)實(shí)測功率調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩，以反復(fù)迭代的方式，尋求當(dāng)前狀況下的最優(yōu)功率，提高整機(jī)性能。進(jìn)一步來講，設(shè)置動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)即轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量△ T當(dāng)功率上升時(shí)保持轉(zhuǎn)矩調(diào)整增量AT的方向，當(dāng)功率下降時(shí)改變調(diào)整增量ΔΤ的方向?yàn)樵{(diào)整方向的反向，這種調(diào)節(jié)方式可以不考慮風(fēng)速的變化，避免因環(huán)境工況改變、加工誤差、理論轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速拐點(diǎn)難以擬合、理論轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線與實(shí)際情況存在偏差等原因?qū)е碌恼麢C(jī)效率降低的問題，因而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整機(jī)效率。
[0020]另外，本發(fā)明還提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該力發(fā)電機(jī)設(shè)置有前述任一種的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置。由于上述任一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制裝置的工程機(jī)械也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，茲不贅述。
【附圖說明】
[0021]構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0022]圖1為相關(guān)技術(shù)中轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線的示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)