一种风力发电机转速控制方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种风力发电机转速控制方法及装置，包括：检测风力发电机的叶片轴转速、叶片轴加速度以及风速；判断风速是否处于切入风速和额定风速之间；在判断出风速处于切入风速和额定风速之间且风速发生变化的情况下，确定出叶片轴转速具有加速趋势或减速趋势，并且根据叶片轴速度和叶片轴加速度，确定出叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩；基于叶片轴控制转矩控制叶片轴进行加速或减速，以控制叶片轴实现快速加速和/或快速减速。本申请提供的风力发电机转速控制方法可以提高叶片的转化效率，提升风力发电机的发电效率，增大产电量。增大产电量。增大产电量。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机转速控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及风力发电领域，特别是涉及一种风力发电机转速控制方法及装置。

技术介绍

[0002]风能作为一种可再生的清洁能源，其应用范围越来越广。例如可以将风能转换成机械能，再将机械能转换成热能，实现供暖/供热。又如，可以将风能转换成电能，从而为工厂、企业、居民等提供日常生产、生活用电。
[0003]风力发电机是将风能转化为电能的设备。风力发电机发电的功率大小与风速有关，当风速小于切入风速和大于切出风速时，风力发电机不工作。当风速介于切入风速和额定风速之间，功率随着风速的增大而增大。当风速大于额定风速小于切出风速时，风力发电机的输出功率恒定。风速介于切入风速和额定风速之间时，为了保证功率输出最大化，需对风力发电机的叶片轴的转速进行控制。
[0004]然而风速是不断变化的，由于风力发电机的叶片轴转动惯量大，一些风力发电机对应的叶片轴的转速的控制方法常常会出现风速已经变化了但转速来不及变化，导致风力发电机的功率不佳，达不到预期的控制效果。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种风力发电机转速控制方法及装置。
[0006]本申请技术方案通过在判断出风力发电机的风速处于切入风速和额定风速之间且风速发生变化的情况下，确定出叶片轴转速具有加速趋势或减速趋势，并且根据叶片轴速度和叶片轴加速度，确定出叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩，从而利用确定出的控制转矩控制风力发电机的叶片轴运转，实现电机叶片轴的快速加速和快速减速，从而在风速变化时，使得风力发电机的叶片轴转速能够更快的达到理想转速，有利于提高叶片的转化效率，提升风力发电机的发电效率，增大产电量。
[0007]第一方面，本申请提供了一种风力发电机转速控制方法包括：检测风力发电机的叶片轴转速、叶片轴加速度以及风速；
[0008]判断所述风速是否处于切入风速和额定风速之间；
[0009]在判断出所述风速处于切入风速和额定风速之间且所述风速发生变化的情况下，确定出所述叶片轴转速具有加速趋势或减速趋势，并且根据所述叶片轴速度和所述叶片轴加速度，确定出所述叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩；
[0010]基于所述叶片轴控制转矩控制所述叶片轴进行加速或减速。
[0011]应理解，在确定出叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩，从而利用确定出的控制转矩控制风力发电机的叶片轴运转，实现电机叶片轴的快速加速和快速减速，从而在风速变化时，使得风力发电机的叶片轴转速能够更快的达到理想转速，有利于提高叶片的转化效率，提升风力发电机的发电效率，增大产电量。
[0012]在上述第一方面的一种可能的实现中，通过以下公式，根据所述叶片轴速度和所述叶片轴加速度，确定出加速阶段或减速阶段的叶片轴控制转矩：
[0013][0014]其中，T
c
为叶片轴控制转矩，k为常数，w为叶片轴转速，为叶片轴加速度，t为时间。
[0015]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述叶片轴加速度需要满足以下条件：
[0016]所述叶片轴在加速阶段时，叶片轴加速度则且
[0017]所述叶片轴在减速阶段时，叶片轴加速度所述叶片轴在减速阶段时，叶片轴加速度且
[0018]也即，所述控制方法中的应满足当叶片轴加减速过程时，通过限制的取值范围，有利于保证控制方法的有效性，确保风力发电机叶片轴的加速或减速顺利进行，从而在风速变化时，使得风力发电机的叶片轴转速能够更快的达到理想转速，风力发电机的发电效率高，产电量更大。
[0019]第二方面，本申请提供一种风力发电机转速控制装置，包括：
[0020]检测模块，用于检测风力发电机的叶片轴转速、叶片轴加速度以及风速；
[0021]判断模块，用于判断所述风速是否处于切入风速和额定风速之间；
[0022]确定模块，用于在判断出所述风速处于切入风速和额定风速之间且所述风速发生变化的情况下，确定出所述叶片轴转速具有加速趋势或减速趋势，并且根据所述叶片轴速度和所述叶片轴加速度，确定出所述叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩；
[0023]控制模块，用于基于所述叶片轴控制转矩控制所述叶片轴进行加速或减速。第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有指令，该指令在电子设备上执行时使电子设备执行上述第一方面以及第一方面的任意一种可能的实现中的任一项风力发电机转速控制方法。
[0024]第四方面，本申请提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括指令，指令当被一个或多个处理器执行时用于实现如上述第一方面以及第一方面的任意一种可能的实现中的任一项风力发电机转速控制方法。
[0025]第五方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
[0026]存储器，用于存储指令，以及
[0027]一个或多个处理器，当指令被一个或多个处理器执行时，处理器执行如上述第一方面以及第一方面的任意一种可能的实现中的任一项风力发电机转速控制方法。
[0028]本申请技术方案解决了一些风力发电机对应的叶片轴的转速的控制方法常常会出现风速已经变化了但转速来不及变化，导致风力发电机的功率不佳，达不到预期的控制效果的技术问题。本申请通过在判断出风力发电机的风速处于切入风速和额定风速之间且
风速发生变化的情况下，确定出叶片轴转速具有加速趋势或减速趋势，并且根据叶片轴速度和叶片轴加速度，确定出叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩，从而利用确定出的控制转矩控制风力发电机的叶片轴运转，实现电机叶片轴的快速加速和快速减速，从而在风速变化时，使得风力发电机的叶片轴转速能够更快的达到理想转速，有利于提高叶片的转化效率，提升风力发电机的发电效率，增大产电量。
[0029]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0030]图1为一种风力发电机的简要结构示意图；
[0031]图2为一种风速从4m/s突变到8m/s过程中的风速变化示意图；
[0032]图3为当风速为图2所示的突然增大的情况时，采用一些技术方案中的电机转矩控制方法以及采用本申请技术方案的转矩控制方法，分别对应的叶片轴的转速变化曲线示意图；
[0033]图4为一种风速从8m/s突变到4m/s过程中的风速变化示意图；
[0034]图5为当风速为图4所示的突然减小的情况时，采用一些技术方案中的电机转矩控制方法以及采用本申请技术方案的转矩控制方法，分别对应的叶片轴的转速变化曲线示意图；
[0035]图6为本申请一些实施例提供的风力发电机转矩控制方法的流程示意图；
[0036]图7为本申请一些实施例提供的风力发电机转矩控制装置的结构框图。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机转速控制方法，其特征在于，包括：检测风力发电机的叶片轴转速、叶片轴加速度以及风速；判断所述风速是否处于切入风速和额定风速之间；在判断出所述风速处于切入风速和额定风速之间且所述风速发生变化的情况下，确定出所述叶片轴转速具有加速趋势或减速趋势，并且根据所述叶片轴速度和所述叶片轴加速度，确定出所述叶片轴在加速阶段或和减速阶段对应的叶片轴控制转矩；基于所述叶片轴控制转矩控制所述叶片轴进行加速或减速。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机转速控制方法，其特征在于：通过以下公式，根据所述叶片轴速度和所述叶片轴加速度，确定出加速阶段或减速阶段的叶片轴控制转矩：其中，T
c
为叶片轴控制转矩，k为常数，w为叶片轴转速，为叶片轴加速度，t为时间。3.根据权利要求2所述的一种风力发电机转速控制方法，其特征在于：所述叶片轴加速度需要满足以下条件：所述叶片轴在加速阶段时，叶片轴加速度则且所述叶片轴在减速阶段时，叶片轴加速度且4.一种风力发电机转速控制装置，其特征在于，包括：检测模块，用于检测风力发电机的叶片轴转速、叶片轴加速度以及风速...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，汪佳佳，陈金成，徐兵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：