【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电，特别是一种风力发电控制方法及系统。
技术介绍
1、随着全球对可再生能源的需求日益增加，风力发电作为一种环保且高效的能源形式，得到了广泛应用；近年来，随着风力发电机设计的不断优化和控制系统的不断创新，风力发电的效率和稳定性得到了显著提升；目前，风力发电技术的研究重点主要集中在风力发电机叶片的设计与优化、风场布局的合理化、以及风力发电机运行的智能化控制等方面；风力发电机的叶片控制是提高风能捕获效率的关键因素，尤其是在多台风力发电机的协同作业中，如何精确调整每台风力发电机的叶片迎风角度和转速，从而实现风能的最大化利用，是目前技术研发的热点之一。
2、尽管风力发电技术取得了显著进展，但在实际应用中仍然存在许多技术难题；传统的风力发电控制方法大多依赖于单台风力发电机的独立运行，缺乏对风场内多台风力发电机之间协同工作的充分考虑，导致风力发电机间可能存在负载不均、风能捕获效率低下等问题；其次，由于风速的动态变化和风场内环境的复杂性，现有控制方法往往难以实时优化每台风力发电机的叶片控制策略，导致风力发电效率在实际运行中不能达到最佳状态；此外，现有的控制系统在实时数据采集、风速分布分析及叶片控制策略的调整上存在一定的滞后性，难以快速响应风场变化，无法实现自适应优化，限制了风力发电系统的智能化水平。
技术实现思路
1、鉴于现有的风能捕获效率低、风力发电机负载不均、控制响应滞后的问题，提出了本专利技术一种风力发电控制方法及系统。
2、因此，本专利技术所要解
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了风力发电控制方法，其包括，部署分布式传感器网络，实时监测风场内各区域的风速、风向及环境参数，并将数据传输至中央控制系统；根据风速监测数据，将每台风力发电机的叶片划分为多个控制组，初始化每组叶片的迎风角度与转速参数，以适应局部风速分布；中央控制系统基于风场内多台风力发电机的实时发电负载，动态调整各台风力发电机的运行参数，确保负载均衡，延长设备寿命；针对每台风力发电机的实时风速变化，控制不同叶片组的迎风角度和转速，最大化局部风能捕获效率；定期评估风场整体发电效率，根据风场内风速的分布趋势，对多台风力发电机的分组叶片设置及协同参数进行优化调整；收集风场运行过程中的历史数据，分析叶片分组控制与负载分配策略对发电效率的影响，持续更新控制算法，实现自适应优化。
5、作为本专利技术所述风力发电控制方法的一种优选方案，其中：在风场内的各个关键位置（如不同高度的风机位置及周围区域）布置风速传感器、温度传感器、湿度传感器等环境监测设备；这些设备需要具备较高的精度和稳定性，能够实时获取风速、风向以及气温、湿度等环境参数。
6、所有传感器将实时采集到的数据通过无线网络或有线网络传输至中央控制系统；传输的频率应保证风速变化能够即时反映到系统中，通常可以设置每5秒到10秒进行一次数据采集。
7、中央控制系统接收到实时数据后，对数据进行初步筛选，去除噪声数据或异常值；例如，当某个传感器出现故障时，系统会通过与周边传感器的数据对比进行校正；筛选后的数据将用于后续的风速分布分析和控制决策。
8、作为本专利技术所述风力发电控制方法的一种优选方案，其中：根据筛选后的数据，将风场区域划分为若干个风速区，每个风速区具有相对一致的风速水平；每个区域的风速根据预设的风速阈值进行划分，形成不同的风速组（如低风速区、中风速区、高风速区）；这些风速区决定了后续叶片组的划分和调节参数。
9、根据风速区划分，将每台风力发电机的叶片划分为多个控制组；例如，低风速区的叶片组可能会采用较大的迎风角度和较低的转速，而高风速区的叶片组则采用较小的迎风角度和较高的转速；每个控制组的叶片调整参数（包括迎风角度和转速）通过控制系统自动初始化，确保与该风速区域的风能捕获要求相适应。
10、作为本专利技术所述风力发电控制方法的一种优选方案，其中：根据实时风速数据变化和风场内风速的动态分布，实时调整每个控制组的叶片迎风角度和转速，具体如下：
11、，
12、，
13、其中，表示第i个控制组在t时刻的叶片迎风角，和分别表示预设的第i个控制组的风速权重和误差项，表示在t时刻的风速数据，表示第i个控制组在t时刻的转速，和表示预设的第i个控制组的转速权重和误差项。
14、在风速较高的区域，适当降低迎风角度以避免超速运转；在风速较低的区域，增加迎风角度以提高风能捕获效率；控制系统根据风速变化，自动调整每组叶片的工作状态，确保每组叶片始终处于最佳工作条件。
15、收集各控制组的运行反馈数据，包括发电量、风速与叶片角度变化等，评估不同控制组的工作效果，具体如下：
16、，
17、，
18、，
19、其中，表示第i个控制组在t时刻的发电效率，表示第i个控制组在t时刻的实际发电功率，表示预设的最大发电功率，表示密度，a表示叶片旋转所覆盖的区域，表示功率系数，和分别表示迎风角度对功率系数的影响系数和转速对功率系数的影响系数；
20、根据这些反馈数据，逐步优化每组叶片的迎风角度和转速设置，确保在不同风速区内风力发电机能够稳定高效运行；优化方案通过中央控制系统推送至各台风力发电机，形成闭环控制。
21、作为本专利技术所述风力发电控制方法的一种优选方案，其中：中央控制系统实时采集风场内每台风力发电机的发电负载数据，具体包括每台风力发电机的功率输出、电流、电压等参数。通过风速、风向以及叶片控制数据，评估每台风力发电机的负载状态，具体如下：
22、，
23、其中，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t时刻的负载状态，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t时刻的实际发电功率，表示预设第j台风力发电机的第i个控制组的最大发电功率。
24、根据风力发电机的负载状态，自动调整风力发电机的运行参数，具体如下：
25、，
26、其中，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t时刻的负载偏差，表示预设的目标负载状态。
27、更新叶片迎风角度和转速，更新公式为：
28、，
29、，
30、，
31、，
32、其中，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t+1时刻的叶片迎风角，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t+1时刻的转速，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t时刻的叶片迎风角，表示第j台风力发电机的第i个控制组在t时刻的转速，表示叶片迎风角度调整度，表示转速调整度，和分别表示预设的叶片迎风角度和转速的影响因子。
33、计算第j台风力发电机的第i个控制组在t+1时刻的负载偏差，若，则判定调整完成，其中，表示预设的偏差阈值。
34、确保风场内各风力发电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风力发电控制方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤S1的实施过程包括：
3.根据权利要求2所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤S2的实施过程还包括：
4.根据权利要求3所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤S3的实施过程包括：
5.根据权利要求4所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤S4的实施过程包括：
6.根据权利要求5所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤S5的实施过程包括：
7.一种风力发电控制系统，基于权利要求1~6任一所述的风力发电控制方法，其特征在于：包括：
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~6任一所述的风力发电控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6任一所述的风力发电控制方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种风力发电控制方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤s1的实施过程包括：
3.根据权利要求2所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤s2的实施过程还包括：
4.根据权利要求3所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤s3的实施过程包括：
5.根据权利要求4所述的风力发电控制方法，其特征在于，所述步骤s4的实施过程包括：
6.根据权利要求5所述的风力发电控制方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建春，米云星，何瑛，张雅，
申请(专利权)人：湖南理工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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