一种风力发电组件控制方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种风力发电组件控制方法、装置、设备及介质。用于解决现有技术对桨距角的调节具有一定滞后性，使得风力发电组件工作效率较低的问题。获取安装风力发电组件风场的风资源参数，建立桨距角数据库；获取采样周期内风速变化值，绘制采样风速变化曲线；在风资源参数中找到与采样风速变化曲线误差最小的变化曲线；查找误差最小的风速变化曲线在下一采样周期内的风速值，并确定风速值对应的标准桨距角；确定下一采样周期桨距角变化时长；在桨距角变化时间小于预设第一时长的情况下，将标准桨距角应用于风力发电组件；在下一采样周期内，根据实际功率对标准桨距角进行检测，调节出最优桨距角，以完成对风力发电组件的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电组件控制方法、装置、设备及介质
本申请涉及风力发电
，尤其涉及一种风力发电组件控制方法、装置、设备及介质。
技术介绍
随着风力发电技术的不断成熟和风力发电成本的不断降低，风力发电已成为当前主要发电方式之一。风力发电属于绿色清洁能源，利用风力发电可减少对煤炭、石油等矿物燃料的消耗，有利于保护人类生存环境。风力发电系统的组件主要包括了叶轮、发电机、变流器等。其中，叶轮的主要作用是收集风能后将其转化为机械能，然后通过风力发电系统的发电机将其转化为电能。经发电机转化的交流电又通过变流器转换为与电网电压相同的交流电，最后通过变压器并入电网运行。在实际控制中，由于风场的风速时常变化，为了使风力发电组件始终在额定功率下运行，通常在测量出当前实际风速后对桨距角进行变化。由于通信数据传输、系统响应快慢、加速时间、变桨电机松闸都需要一定的时间，使得桨距角的调节具有一定的滞后性，从而使得风力发电组件的工作效率较低。
技术实现思路
本申请实施例提供了种风力发电组件控制方法、装置、设备及介质，用于解决如下技术问题：在测量出当前实际风速后对桨距角进行变化的方式，使得桨距角的调节具有一定的滞后性，从而使得风力发电组件的工作效率较低。本申请实施例采用下述技术方案：本申请实施例提供一种风力发电组件控制方法，获取安装风力发电组件的风场的风资源参数；统计多个预设时间段内风资源参数与桨距角的对应关系，并建立桨距角数据库；其中，风资源参数包括多个不同时间段内的风速变化曲线；获取上一采样周期内的第一风速变化值，以及获取当前采样周期内的第二风速变化值，根据第一风速变化值与第二风速变化值绘制采样风速变化曲线；并在风资源参数中找到与采样风速变化曲线误差最小的风速变化曲线；根据风资源参数，查找误差最小的风速变化曲线在下一采样周期内的风速值，并在桨距角数据库中确定风速值对应的第一标准桨距角；计算第一标准桨距角与当前采样周期内的桨距角的差值，根据差值与桨距角变化速度确定下一采样周期内桨距角变化时长；在桨距角变化时间小于预设第一时长的情况下，将第一标准桨距角应用于风力发电组件；在下一采样周期内，根据实际功率对标准桨距角进行检测，确定出最优桨距角，以完成对风力发电组件的控制。本申请实施例通过建立桨距角数据库，能够根据预测风速快速下一时间段内的桨距角。本申请实施例通过将多个采样周期的风速变化曲线与风资源参数中的额风速变化曲线进行比较，根据最相近的风速变化曲线得到该曲线在下一时间段内的风速值，根据得到的风速值确定桨距角，从而实现提前对风速进行预判，并在减小误差的基础上获取桨距角，提前使下一时间段内的桨距角进行变换。此外，根据变化的桨距角的大小，对变化时间进行计算，从而确保在规定时间内完成桨距角的变化，提高风力发电组件的工作效率。在本申请的一种实现方式中，建立桨距角数据库之后还包括：实时接收下一采样周期内的风资源参数，根据风资源参数得到第一实际桨距角；根据风资源参数与对应的第一实际桨距角，更新桨距角数据库；定期对桨距角数据库中的风资源参数与对应的桨距角进行检测，对检测到的不符合正确对应关系的数据进行修正或直接清除。本申请实施例通过对桨距角数据库定期进行清理，能够将不正确的数据清理掉，确保数据的准确性，提高对下一采样周期内桨距角预测的准确性，进而能够提高对风能的利用率。在本申请的一种实现方式中，在桨距角数据库中确定风速值对应的标准桨距角之后，方法还包括：在查找出的下一采样周期内的风速大于额定风速的情况下，在预置风能利用系数表中查找与风速对应的标准风能利用系数，并根据标准风能利用系数与当前设定的叶尖速比，在预置风能利用系数表中确定理论桨距角；其中，风能利用系数数据表中存储有多个风能利用系数，多个桨距角和多个叶尖速比；根据理论桨距角与标准桨距角之间的差，对风力发电组件的桨距角进行调节。在本申请的一种实现方式中，将标准桨距角应用于风力发电组件之后，方法还包括：根据当前风向，获取顺风方向前两排风力发电组件的桨距角变化数据；在前两排风力发电组件的桨距角变化数据相同的情况下，获取前两排风力发电组件桨距角变化时间差值；根据时间差值确定延时时间；根据延时时间与桨距角变化数据，对风场中的其它风力发电组件下发桨距角变化指令。本申请实施例通过将前两排风力发电组件的桨距角应用于风场内的其它风力组件，不仅能够减少对风速预判以及确定桨距角过程中的计算过程，还能够减少预测时间，快速的将预测信息传递给风场内的风力发电组件，使得风力发电组件提前变换桨距角，从而提高对风力的利用率。在本申请的一种实现方式中，根据延时时间与桨距角变化数据，对风场中的其它风力发电组件下发桨距角变化指令之后还包括：根据桨距角变化指令，在下一时间段开始前对风场中的其它风力发电组件依次进行桨距角变化；在下一采样周期开始后，获取实际风速；在桨距角数据库查找实际风速所对应的第二标准桨距角；计算第二实际桨距角与第二标准桨距角的差值；在差值大于预设值的情况下，将第二实际桨距角调节为第二标准桨距角。在本申请的一种实现方式中，根据实际功率对标准桨距角进行检测，确定出最优桨距角，具体包括：在风力发电组件运行过程中，实时监测风力发电组件的运行功率；在桨距角已调节到第一标准桨距角，且运行功率未达到额定功率的情况下，根据实际风速确定出第三实际桨距角；根据第三实际桨距角与第一标准桨距角之间的差值，对风力发电组件的桨距角进行PID调节；在监测到风力发电组件已达到额定功率的情况下，若当前桨距角不是第一标准桨距角，则按照当前桨距角继续运行。本申请实施例通过实施监测风力发电组件的运行功率，能够确保风力发电组件在额定功率下运行。此外，通过对标准桨距角进行调节，能够进一步提高桨距角的精确度，使风力发电组件持续在额定功率下运行，从而更好的利用风能，提高工作效率。在本申请的一种实现方式中，计算标准桨距角与当前采样周期内的桨距角的差值，根据差值与桨距角变化速度确定下一采样周期内桨距角变化时长，具体包括：接收给定变桨时间和下一采样周期的桨距角；根据当前桨距角以及下一采样周期的桨距角，计算出桨距角差值；统计当前采样周期内的桨距变化量与桨距变化时长；根据桨距变化量与桨距变化时长，确定变桨速度；根据变桨速度与桨距角，确定下一采样周期的变桨时长。本申请实施例提供一种风力发电组件控制装置，包括：参数获取单元，获取安装风力发电组件的风场的风资源参数；桨距角数据库建立单元，统计多个预设时间段内风资源参数与桨距角的对应关系，并建立桨距角数据库；其中，风资源参数包括多个不同时间段内的风速变化曲线；风速变化曲线绘制单元，获取上一采样周期内的第一风速变化值，以及获取当前采样周期内的第二风速变化值，根据第一风速变化值与第二风速变化值绘制采样风速变化曲线；并在风资源参数中找到与采样风速变化曲线误差最小的风速变化曲线；标准桨距角确定单元，根据风资源参数，查找误差最小的风速变化曲线在下一采样周期内的风速值，并在桨距角数据库中确定风速值对应的第一标准桨距角；变化时长确定单元，计算标准桨距角与当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取安装所述风力发电组件的风场的风资源参数；/n统计多个预设时间段内所述风资源参数与桨距角的对应关系，并建立桨距角数据库；其中，所述风资源参数包括多个不同时间段内的风速变化曲线；/n获取上一采样周期内的第一风速变化值，以及获取当前采样周期内的第二风速变化值，根据所述第一风速变化值与所述第二风速变化值绘制采样风速变化曲线；并在所述风资源参数中找到与所述采样风速变化曲线误差最小的风速变化曲线；/n根据所述风资源参数，查找所述误差最小的风速变化曲线在下一采样周期内的风速值，并在所述桨距角数据库中确定所述风速值对应的第一标准桨距角；/n计算所述第一标准桨距角与所述当前采样周期内的桨距角的差值，根据所述差值与桨距角变化速度确定下一采样周期内桨距角变化时长；/n在所述桨距角变化时长小于预设第一时长的情况下，将所述第一标准桨距角应用于所述风力发电组件；/n在所述下一采样周期内，根据实际功率对所述第一标准桨距角进行检测，调节出最优桨距角，以完成对所述风力发电组件的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取安装所述风力发电组件的风场的风资源参数；
统计多个预设时间段内所述风资源参数与桨距角的对应关系，并建立桨距角数据库；其中，所述风资源参数包括多个不同时间段内的风速变化曲线；
获取上一采样周期内的第一风速变化值，以及获取当前采样周期内的第二风速变化值，根据所述第一风速变化值与所述第二风速变化值绘制采样风速变化曲线；并在所述风资源参数中找到与所述采样风速变化曲线误差最小的风速变化曲线；
根据所述风资源参数，查找所述误差最小的风速变化曲线在下一采样周期内的风速值，并在所述桨距角数据库中确定所述风速值对应的第一标准桨距角；
计算所述第一标准桨距角与所述当前采样周期内的桨距角的差值，根据所述差值与桨距角变化速度确定下一采样周期内桨距角变化时长；
在所述桨距角变化时长小于预设第一时长的情况下，将所述第一标准桨距角应用于所述风力发电组件；
在所述下一采样周期内，根据实际功率对所述第一标准桨距角进行检测，调节出最优桨距角，以完成对所述风力发电组件的控制。


2.根据权利要求1所述的一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述建立桨距角数据库之后，所述方法还包括：
实时接收所述下一采样周期内的风资源参数，根据所述风资源参数得到第一实际桨距角；
根据所述风资源参数与对应的第一实际桨距角，更新所述桨距角数据库；
定期对所述桨距角数据库中的风资源参数与对应的桨距角进行检测，对检测到的不符合正确对应关系的数据进行修正或直接清除。


3.根据权利要求1所述的一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述在所述桨距角数据库中确定所述风速值对应的第一标准桨距角之后，所述方法还包括：
在查找出的所述下一采样周期内的风速大于额定风速的情况下，在预置风能利用系数表中查找与所述风速对应的标准风能利用系数，并根据所述标准风能利用系数与当前设定的叶尖速比，在所述预置风能利用系数表中确定理论桨距角；其中，所述风能利用系数数据表中存储有多个风能利用系数，多个桨距角和多个叶尖速比；
根据所述理论桨距角与所述第一标准桨距角之间的差值，对所述风力发电组件的桨距角进行调节。


4.根据权利要求1所述的一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述将所述第一标准桨距角应用于所述风力发电组件之后，所述方法还包括：
根据当前风向，获取顺风方向前两排风力发电组件的桨距角变化数据；
在所述前两排风力发电组件的桨距角变化数据相同的情况下，获取所述前两排风力发电组件桨距角变化时间差值；
根据所述时间差值确定延时时间；根据所述延时时间与所述桨距角变化数据，对所述风场中的其它风力发电组件下发桨距角变化指令。


5.根据权利要求4所述的一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述根据所述延时时间与所述桨距角变化数据，对所述风场中的其它风力发电组件下发桨距角变化指令之后，所述方法还包括：
根据所述桨距角变化指令，在所述下一时间段开始前对所述风场中的其它风力发电组件依次进行桨距角变化；
在所述下一采样周期开始后，获取实际风速；
在所述桨距角数据库查找所述实际风速所对应的第二标准桨距角；
计算桨距角变化后的第二实际桨距角与所述第二标准桨距角的差值；在所述差值大于预设值的情况下，将所述第二实际桨距角调节为第二标准桨距角。


6.根据权利要求1所述的一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述根据实际功率对所述标准桨距角进行检测，调节出最优桨距角，具体包括：
在所述风力发电组件运行过程中，实时监测所述风力发电组件的运行功率；
在所述桨距角已调节到所述第一标准桨距角，且所述运行功率未达到额定功率的情况下，根据实际风速确定出第三实际桨距角；根据所述第三实际桨距角与所述第一标准桨距角之间的差值，对所述风力发电组件的桨距角进行PID调节；
在监测到所述风力发电组件已达到所述额定功率的情况下，若当前桨距角不是所述第一标准桨距角，则按照当前桨距角继续运行。


7.根据权利要求1所述的一种风力发电组件控制方法，其特征在于，所述计算所述第一标准桨距角与所述当前采样周期内的桨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，张杰，宁彬彬，杨国梁，
申请(专利权)人：山东国瑞新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37