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一种风力发电机控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号：37672317 阅读：18 留言：0更新日期：2023-05-26 04:34

本发明专利技术公开了一种风力发电机控制方法及装置，涉及风力发电机控制技术领域，该方法包括，判断叶片上是否存在覆冰情况；若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。从而提高发电机的发电效率，保证了发电机控制的精度，节约了大量运行成本。行成本。行成本。

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【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机控制方法及装置

[0001]本申请涉及风力发电机控制
，更具体地，涉及一种风力发电机控制方法及装置。

技术介绍

[0002]风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
[0003]风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
[0004]因为风力发电对环境的要求，温度较低、湿度较大地区的风力发电机经常出现覆冰问题，风机覆冰会改变叶片的空气动力学结构，使其输出功率降低，同时增加风轮和塔架载荷，使得风机振动加剧甚至损坏。
[0005]现有技术中，检测到风力发电机叶片上覆冰时，发电机控制系统继续按照正常控制方法对其运行参数进行控制，导致在输出功率降低的同时增加了负荷，使得控制精度较低。
[0006]因此，如何在覆冰的情况下，提高发电机控制的准确性，是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种风力发电机控制方法，用以解决现有技术中覆冰情况下发电机控制准确性低的技术问题。所述方法包括：
[0008]判断叶片上是否存在覆冰情况；
[0009]若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；/>[0010]若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。
[0011]本申请一些实施例中，未覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：
[0012]获取风速，设定风速为V，切入风速为V1，预设风速为V2，额定风速为V3，切出风速为V4，发电机运行参数包括转速和桨距角，且V1＜V2＜V3＜V4；
[0013]若V1≤V＜V2，保持桨距角不变，根据风速控制转速；
[0014]若V2≤V＜V3，判断转速是否达到额定转速，若转速已达到额定转速，则保持转速不变，若转速未达到额定转速，则根据风速控制转速；
[0015]若V3≤V＜V4，保持转速不变，根据风速调整桨距角；
[0016]若V4≤V，调整桨距角至90度，发电机进入停机模式。
[0017]本申请一些实施例中，通过覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：
[0018]获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；
[0019]根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；
[0020]根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。
[0021]本申请一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰类型，具体为：
[0022]覆冰影响参数包括含水量、温度、过冷水滴平均有效直径和风速，设定含水量为A，温度为B；
[0023]预设含水量阈值数组A0(A1，A2，A3)，其中，第一预设含水量阈值为A1，第二预设含水量阈值为A2，第三预设含水量阈值为A3，且A1＜A2＜A3；
[0024]在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，得到第一初步覆冰类型；
[0025]若A＜A1，确定第一初步覆冰类型为雾凇覆冰；
[0026]若A1≤A＜A2，确定第一初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
[0027]若A2≤A＜A3，确定第一初步覆冰类型为雨凇覆冰；
[0028]预设温度阈值数组B0(B1，B2，B3)，其中，第一预设温度阈值为B1，第二预设温度阈值为B2，第三预设温度阈值为B3，且B1＜B2＜B3；
[0029]在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据温度与各个预设温度阈值之间的关系，得到第二初步覆冰类型；
[0030]若B＜B1，确定第二初步覆冰类型为雾凇覆冰；
[0031]若B1≤B＜B2，确定第二初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
[0032]若B2≤B＜B3，确定第二初步覆冰类型为雨凇混合覆冰。
[0033]本申请一些实施例中，所述方法还包括：
[0034]根据第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型确定覆冰类型；
[0035]若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雾凇覆冰，则确定覆冰类型为雾凇覆冰；
[0036]若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇覆冰，则确定覆冰类型为雨凇覆冰；
[0037]若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇雾凇混合覆冰，则确定覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰。
[0038]本申请一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：
[0039]预设含水量阈值数组A9(A4，A5，A6，A7)，其中，第四预设含水量阈值为A4，第五预设含水量阈值为A5，第六预设含水量阈值为A6，第七预设含水量阈值为A7，且A4＜A5＜A6＜A7；
[0040]设定初始覆冰厚度为C，预设初始覆冰厚度数组C0(C1，C2，C3，C4)，其中，第一预设初始覆冰厚度为C1，第二预设初始覆冰厚度为C2，第三预设初始覆冰厚度为C3，第四预设初始覆冰厚度为C4，且C1＜C2＜C3＜C4；
[0041]根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，确定初始覆冰厚度数据；
[0042]若A＜A4，确定第一预设初始覆冰厚度C1作为初始覆冰厚度；
[0043]若A4≤A＜A5，确定第二预设初始覆冰厚度C2作为初始覆冰厚度；
[0044]若A5≤A＜A6，确定第三预设初始覆冰厚度C3作为初始覆冰厚度；
[0045]若A6≤A＜A7，确定第四预设初始覆冰厚度C4作为初始覆冰厚度。
[0046]本申请一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：
[0047]根据风速确定覆冰厚度增加量，根据初始覆冰厚度和覆冰厚度增加量得到覆冰厚度；
[0048]预设风速阈值数组V0(V5，V6，V7，V8)，其中，第一预设风速阈值为V5，第二预设风速阈值为V6，第三预设风速阈值为V7，第四预设风速阈值为V8，且V5＜V6＜V7＜V8；
[0049]预设覆冰厚度增加量数组D0(D1，D2，D3，D4)，其中，第一预设覆冰厚度增加量为D1，第二预设覆冰厚度增加量为D2，第三预设覆冰厚度增加量为D3，第四预设覆冰厚度增加量为D4，且D1＜D2＜D3＜D4；
[0050]根据风速与各个预设风速阈值之间的关系，确定覆冰厚度增加量；
[0051]若V＜V5，确定第一预设覆冰厚度增加量D1作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为C+D1；
[0052]若V5≤V＜V6，确定第二预设覆冰厚度增加量D2作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为C+D2；
[0053]若V6≤V＜V7，确定第三预设覆冰厚度增加量D3作为覆冰厚度增加量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机控制方法，其特征在于，所述方法包括：判断叶片上是否存在覆冰情况；若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，未覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：获取风速，设定风速为V，切入风速为V1，预设风速为V2，额定风速为V3，切出风速为V4，发电机运行参数包括转速和桨距角，且V1＜V2＜V3＜V4；若V1≤V＜V2，保持桨距角不变，根据风速控制转速；若V2≤V＜V3，判断转速是否达到额定转速，若转速已达到额定转速，则保持转速不变，若转速未达到额定转速，则根据风速控制转速；若V3≤V＜V4，保持转速不变，根据风速调整桨距角；若V4≤V，调整桨距角至90度，发电机进入停机模式。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据覆冰影响参数确定覆冰类型，具体为：覆冰影响参数包括含水量、温度、过冷水滴平均有效直径和风速，设定含水量为A，温度为B；预设含水量阈值数组A0(A1，A2，A3)，其中，第一预设含水量阈值为A1，第二预设含水量阈值为A2，第三预设含水量阈值为A3，且A1＜A2＜A3；在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，得到第一初步覆冰类型；若A＜A1，确定第一初步覆冰类型为雾凇覆冰；若A1≤A＜A2，确定第一初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；若A2≤A＜A3，确定第一初步覆冰类型为雨凇覆冰；预设温度阈值数组B0(B1，B2，B3)，其中，第一预设温度阈值为B1，第二预设温度阈值为B2，第三预设温度阈值为B3，且B1＜B2＜B3；在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据温度与各个预设温度阈值之间的关系，得到第二初步覆冰类型；若B＜B1，确定第二初步覆冰类型为雾凇覆冰；若B1≤B＜B2，确定第二初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；若B2≤B＜B3，确定第二初步覆冰类型为雨凇混合覆冰。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型确定覆冰类型；若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雾凇覆冰，则确定覆冰类型为雾凇覆冰；
若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇覆冰，则确定覆冰类型为雨凇覆冰；若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇雾凇混合覆冰，则确定覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：预设含水量阈值数组A9(A4，A5，A6，A7)，其中，第四预设含水量阈值为A4，第五预设含水量阈值为A5，第六预设含水量阈值为A6，第七预设含水量阈值为A7，且A4＜A5＜A6＜A7；设定初始覆冰厚度为C，预设初始覆冰厚度数组C0(C1，C2，C3，C4)，其中，第一预设初始覆冰厚度为C1，第二预设初始覆冰厚度为C2，第三预设初始覆冰厚度为C3，第四预设初始覆冰厚度为C4，且C1＜C2＜C3＜C4；根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，确定初始覆冰厚度数据；若A＜A4，确定第一预设初始覆冰厚度C1作为初始覆冰厚度；若A4≤A＜A5，确定第二预设初始覆冰厚度C2作为初始覆冰厚度；若A5≤A＜A6，确定第三预设初始覆冰厚度C3作为初始覆冰厚度；若A...

【专利技术属性】
技术研发人员：常亚民，陈勇，姚晓丽，朱壮华，刘建华，陈琰俊，
申请(专利权)人：华能榆社扶贫能源有限责任公司华能山西综合能源有限责任公司榆社光伏电站黎城县盈恒清洁能源有限公司华能芮城综合能源有限责任公司华能左权羊角风电有限责任公司芮城宁升新能源有限公司五寨县太重新能源风力发电有限公司朔州市太重风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：

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