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【技术实现步骤摘要】
本公开总体说来涉及风力发电,更具体地讲,涉及一种风力发电机组的变桨控制方法、控制器和风力发电机组。
技术介绍
1、风力发电机组的变桨系统对风力发电机的最大功率跟踪和保证风力发电机组安全停机,起着至关重要的作用。具体地讲,变桨系统的一个主要功能就是担当风力发电机组的主刹车系统功能,其通过多种检测和控制手段、多重冗余设计,保证风力发电机组的安全稳定运行。
2、通常,变桨电机的理想工作温度区间为20℃~70℃。变桨电机是变桨系统进行调桨的主要动力单元,如果变桨电机温度过高,则容易烧毁,从而导致叶片完全卡桨而不能顺桨到安全位置。因此,监测变桨电机的温度对风力发电机组的安全有重要影响。
3、在一般情况下,变桨系统(例如,变桨控制器)会实时监测变桨电机的温度。当变桨电机的温度超过故障阈值(例如,140℃)时,会触发风力发电机组故障停机。然而,在实际运行中,曾多次发生由于变桨轴承螺栓断裂、掉落,导致变桨电机的哈丁头被砸坏的情况,而在哈丁头被砸坏之后,变桨系统内部的变桨电机刹车供电线路、温度传感器等都会被砸断,导致变桨控制器采集不到变桨电机的真实温度值,又无法检测出变桨电机发生堵转,因此变桨控制器会一直控制变桨电机运转,导致变桨电机温度持续升高。
4、当变桨电机温度高于保护阈值(例如,150℃)时,可触发变桨电机保护控制逻辑,暂时停止变桨电机运转,等待温度下降到故障阈值以下时,再次启动变桨电机,执行收桨操作。这样处理的原因在于,变桨电机的线圈是由漆包线绕成的,漆包线的老化温度一般为略高于保护阈值,如果变桨电机
5、变桨电机被烧毁之后,为了更换变桨电机,将会导致风力发电机组成本增加。另一方面,由于变桨电机重量较沉,更换费时费力,并且由于更换变桨电机耗时较长,因此会导致风力发电机组停机时间延长,发电损失增大。更为严重的是,当变桨电机由于温度过高而被烧毁时,还可能引发轮毂内部着火,导致更为严重的后果和损失。
技术实现思路
1、为此,本公开的实施例提供一种风力发电机组的变桨控制方法、控制器和风力发电机组,能够在变桨电机的温度传感器发生异常且无法获取变桨电机电流值的情况下,对变桨电机的温度进行有效预测,从而实现变桨系统的冗余运行,并且不会影响风力发电机组的运行安全。
2、在一个总的方面,提供一种风力发电机组的变桨控制方法,所述变桨控制方法包括:响应于变桨操作期间变桨电机的测量温度发生突变,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值;基于所述代表性差值,根据预先确定的变桨速度差值与温度变化率的对应关系,确定在所述预定时间段的结束时刻变桨电机的理论温度;响应于所述理论温度小于或等于预设温度阈值,控制变桨系统进入冗余运行模式。
3、可选地,响应于前后两个时刻的变桨电机的温度的变化率大于第一阈值,和/或前后两个时刻的变桨电机的温度之差大于第二阈值,确定变桨电机的测量温度发生突变。
4、可选地,所述变桨控制方法还包括:响应于所述理论温度大于预设温度阈值,触发风力发电机组故障停机。
5、可选地,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值的步骤包括:确定所述预定时间段内的给定变桨速度的平均值,并且确定所述预定时间段内的实际变桨速度的平均值;将给定变桨速度的平均值与实际变桨速度的平均值的差值作为所述代表性差值。
6、可选地,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值的步骤包括:确定所述预定时间段内的各个时刻的给定变桨速度与实际变桨速度的差值;将各个时刻的给定变桨速度与实际变桨速度的差值的平均值作为所述代表性差值。
7、可选地,所述预定时间段自变桨电机的测量温度发生突变时刻的前一时刻开始。
8、可选地,通过以下步骤确定变桨速度差值与温度变化率的对应关系:确定预设历史时间段内的每个时间间隔的变桨电机的测量温度的变化率,并且确定每个时间间隔内的实际变桨速度与给定变桨速度的差值的平均值;基于每个时间间隔的变桨电机的测量温度的变化率以及每个时间间隔内的实际变桨速度与给定变桨速度的差值的平均值,进行曲线拟合,以获取变桨速度差值与温度变化率的对应关系。
9、可选地,确定预设历史时间段内的每个时间间隔的变桨电机的测量温度的变化率的步骤包括:针对任意一个时间间隔,确定所述任意一个时间间隔内的每个时刻的测量温度的修正值,其中,针对任意一个时刻,如果所述任意一个时刻的测量温度小于所述任意一个时刻的前一时刻的测量温度,则将所述任意一个时刻的前一时刻的测量温度作为所述任意一个时刻的测量温度的修正值,如果所述任意一个时刻的测量温度大于或等于所述任意一个时刻的前一时刻的测量温度,则将所述任意一个时刻的测量温度作为所述任意一个时刻的测量温度的修正值;基于所述任意一个时间间隔的结束时刻的测量温度的修正值与所述预设历史时间段的初始时刻的测量温度,确定所述任意一个时间间隔的测量温度的变化率。
10、可选地,在所述预设历史时间段内的前n个时间间隔,变桨电机处于正常运行状态,在所述预设历史时间段内的其余m个时间间隔,变桨电机处于堵转状态,其中,n和m为大于1的整数,且n小于m。
11、可选地,所述预设历史时间段的时长为分钟级,所述预设历史时间段内的每个时间间隔的时长为秒级。
12、在另一总的方面,提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如上所述的变桨控制方法。
13、在另一总的方面,提供一种控制器,所述控制器包括:处理器;和存储器,存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如上所述的变桨控制方法。
14、在另一总的方面,提供一种风力发电机组,其特征在于,所述风力发电机组包括如上所述的控制器。
15、根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法、控制器和风力发电机组,能够在变桨电机的温度传感器发生异常且无法获取变桨电机电流值的情况下,仅根据变桨系统的给定变桨速度与实际变桨速度,准确地预测变桨电机的温度值,从而在保证风力发电机组的运行安全的前提下实现变桨系统的冗余运行,减少发电量的损失。同时,通过在变桨电机的温度传感器发生异常且无法获取变桨电机电流值的情况下准确地预测变桨电机的温度值,可以有效地防止变桨电机因为温度过高而被烧毁,从而减少风力发电机组的部件损失和成本损失。
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1.一种风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述变桨控制方法包括:
2.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,响应于前后两个时刻的变桨电机的温度的变化率大于第一阈值,和/或前后两个时刻的变桨电机的温度之差大于第二阈值,确定变桨电机的测量温度发生突变。
3.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述变桨控制方法还包括:
4.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值的步骤包括:
5.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值的步骤包括:
6.如权利要求4或5所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述预定时间段自变桨电机的测量温度发生突变时刻的前一时刻开始。
7.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,通过以下步骤确定变桨速度差值与温度变化率的对应关系:
8.如权利要求7所述的风力发电机组的
9.如权利要求7所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,在所述预设历史时间段内的前N个时间间隔,变桨电机处于正常运行状态,在所述预设历史时间段内的其余M个时间间隔,变桨电机处于堵转状态,
10.如权利要求7所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述预设历史时间段的时长为分钟级,所述预设历史时间段内的每个时间间隔的时长为秒级。
11.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其特征在于,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至10中任意一项所述的变桨控制方法。
12.一种控制器,其特征在于,所述控制器包括:
13.一种风力发电机组,其特征在于,所述风力发电机组包括如权利要求12所述的控制器。
...【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述变桨控制方法包括:
2.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,响应于前后两个时刻的变桨电机的温度的变化率大于第一阈值,和/或前后两个时刻的变桨电机的温度之差大于第二阈值,确定变桨电机的测量温度发生突变。
3.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述变桨控制方法还包括:
4.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值的步骤包括:
5.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,确定预定时间段内的给定变桨速度与实际变桨速度的代表性差值的步骤包括:
6.如权利要求4或5所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在于,所述预定时间段自变桨电机的测量温度发生突变时刻的前一时刻开始。
7.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:霍钧,胡炜,马磊,卢勇,
申请(专利权)人:北京天诚同创电气有限公司,
类型:发明
国别省市:
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