CN103147916B - 一种避开风电塔架固有频率点的控制方法 - Google Patents
一种避开风电塔架固有频率点的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，包括如下步骤：检测当前发电机的转速；判断当前发电机的转速是否大于切换逻辑的下限转速；判断当前发电机的转矩是否大于切换逻辑的下限转矩；判断当前发电机转矩达到下限的时间是否持续10秒钟；将发电机转速设定值设为切换逻辑的上限转速；电机转速设定值设为上限转速后，再判断当前发电机转速是否小于切换逻辑的上限转速；判断当前发电机的转矩是否小于切换逻辑的上限转矩；判断当前发电机转矩小于上限的时间是否持续10秒钟；将发电机转速设定值设为切换逻辑的下限转速。本发明的目的是解决塔架固有频率与机组频率发生共振的问题，避免风机塔架因为与机组频率发生共振受到破坏。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种避开风电塔架固有频率点的控制方法。
【背景技术】
随着风力发电机组单机容量的逐渐增大，风机发电机组部件朝着大型化发展。目前兆瓦级风力发电机组由1.5MW、2.0MW、2.5MW以及发展到6.0MW，甚至10MW，对机组部件要求越来越高。风电塔架在发展的过程中，尺寸变大、重量上升，从而使得成本上升、固有频率下降。同时，机组的叶轮直径越来越大，机组的运行转速也越来越低、运行范围越来越小。因此，在这两种因素的交错发展下，塔架固有频率与机组的运行的激振频率发生共振的概率越来越大。因此，综合考虑到机组的整体性能、机组的成本等方面制约，需要一种避开风电塔架固有频率的控制方法来解决目前遇到的技术难题。
本发明就是基于这种情况作出的。
【发明内容】
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种能避开风电塔架固有频率与机组频率发生共振的控制方法。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：
一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步、检测当前发电机的转速；
第二步、判断当前发电机的转速是否大于切换逻辑的下限转速，若大于则执行第三步，若不大于则执行第一步，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的80％～90％；
第三步、判断当前发电机的转矩是否大于切换逻辑的下限转矩，若大于则执行第四步，若不大于则停留在当前点继续运行，所述切换逻辑的下限转矩为下限转速所对应的转矩的120％～125％；
第四步、判断当前发电机转矩达到下限的时间是否持续10秒钟，若达到则执行第五步，若不达到则停留在当前点继续运行；
第五步、将发电机转速设定值设为切换逻辑的上限转速，发电机快速通过共振区域运行向高转速运行，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％～110％；
第六步、电机转速设定值设为上限转速后，再继续判断当前发电机转速是否小于切换逻辑的上限转速，若小于执行第七步，若不小于继续正常运行，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％～110％；
第七步、判断当前发电机的转矩是否小于切换逻辑的上限转矩，若小于则执行第八步，若不小于则停留在当前点继续运行，所述切换逻辑的上限转矩为上限转速所对应的转矩的75％～80％；
第八步、判断当前发电机转矩小于上限的时间是否持续10秒钟，若小于则执行第九步，若不小于则停留在当前点继续运行；
第九步、将发电机转速设定值设为切换逻辑的下限转速，发电机快速通过共振区域运行向低转速运行，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的80％～90％。
如上所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第二步中，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的90％。
如上所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第三步中，所述切换逻辑的下限转矩为F1，切换逻辑的下限转速所对应的转矩为F2，满足：F1＝125％·F2。
如上所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第五步中，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％。
如上所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第六步中，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％。
如上所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第七步中，所述切换逻辑的上限转矩为F3，上限转速所对应的转矩为F4，满足F3＝80％·F4。
如上所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第九步中，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的90％。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
本发明解决了塔架固有频率与机组频率发生共振的问题，避免风机塔架因为与机组频率发生共振受到破坏。
【附图说明】
图1是本发明的逻辑切换流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，具体包括如下步骤：
第一步、检测当前发电机的转速。
第二步、判断当前发电机的转速是否大于切换逻辑的下限转速，若大于则执行第三步，若不大于则执行第一步，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的80％～90％。
第三步、判断当前发电机的转矩是否大于切换逻辑的下限转矩，若大于则执行第四步，若不大于则停留在当前点继续运行，所述切换逻辑的下限转矩为下限转速所对应的转矩的120％～125％。
第四步、判断当前发电机转矩达到下限的时间是否持续10秒钟，若达到则执行第五步，若不达到则停留在当前点继续运行。
第五步、将发电机转速设定值设为切换逻辑的上限转速，发电机快速通过共振区域运行向高转速运行，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％～110％。
第六步、电机转速设定值设为上限转速后，再继续判断当前发电机转速是否小于切换逻辑的上限转速，若小于则执行第七步，若不小于则继续正常运行，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％～110％。
第七步、判断当前发电机的转矩是否小于切换逻辑的上限转矩，若小于则执行第八步，若不小于则停留在当前点继续运行，所述切换逻辑的上限转矩为上限转速所对应的转矩的75％～80％。
第八步、判断当前发电机转矩小于上限的时间是否持续10秒钟，若小于则执行第九步，若不小于则停留在当前点继续运行。
第九步、将发电机转速设定值设为切换逻辑的下限转速，发电机快速通过共振区域运行向低转速运行，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的80％～90％。
所述第二步中，所述切换逻辑的下限转速优选为共振转速的90％。
所述第三步中，所述切换逻辑的下限转矩为F1，切换逻辑的下限转速所对应的转矩为F2，满足：F1＝125％·F2，此时F1为最佳下限转矩。
所述第四步中，所述切换逻辑的上限转速优选为共振转速的105％。
所述第六步中，所述切换逻辑的上限转速优选为共振转速的105％。
所述第七步中，所述切换逻辑的上限转矩为F3，上限转速所对应的转矩为F4，满足F3＝80％·F4，此时F3为最佳的上限转矩。
所述第九步中，所述切换逻辑的下限转速优选为共振转速的90％。
在正常状态下发电机稳态运行曲线为连续的，但是通过使用本发明所述的控制方法之后的稳态运行曲线在共振点附近为非连续的。
在低风速区域，电机的转速设定值假设为某一转速，当风速增加后，转速设定值维持在这个点上。当发电机的转矩继续上升，超过预先设定的边界值后，发电机转速设定值切换到上边界区域的设定值，发电机快速切换到上边界区域，反之亦然。
在高湍流的情况下，可通过变化的切换区域范围来减少切换次数。
Claims (7)
1.一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步、检测当前发电机的转速；
第二步、判断当前发电机的转速是否大于切换逻辑的下限转速，若大于则执行第三步，若不大于则执行第一步，所述切换逻辑的下限转速为共振转速80％～90％；
第三步、判断当前发电机的转矩是否大于切换逻辑的下限转矩，若大于则执行第四步，若不大于则停留在当前点继续运行，所述切换逻辑的下限转矩为下限转速所对应的转矩的120％～125％；
第四步、判断当前发电机转矩达到下限的时间是否持续10秒钟，若达到则执行第五步，若不达到则停留在当前点继续运行；
第五步、将发电机转速设定值设为切换逻辑的上限转速，发电机快速通过共振区域运行向高转速运行，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％～110％；
第六步、电机转速设定值设为上限转速后，再继续判断当前发电机转速是否小于切换逻辑的上限转速，若小于执行第七步，若不小于继续正常运行，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％～110％；
第七步、判断当前发电机的转矩是否小于切换逻辑的上限转矩，若小于则执行第八步，若不小于则停留在当前点继续运行，所述切换逻辑的上限转矩为上限转速所对应的转矩的75％～80％；
第八步、判断当前发电机转矩小于上限的时间是否持续10秒钟，若小于则执行第九步，若不小于则停留在当前点继续运行；
第九步、将发电机转速设定值设为切换逻辑的下限转速，发电机快速通过共振区域运行向低转速运行，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的80％～90％。
2.根据权利要求1所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第二步中，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的90％。
3.根据权利要求1所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第三步中，所述切换逻辑的下限转矩为F1，切换逻辑的下限转速所对应的转矩为F2，满足：F1＝125％·F2。
4.根据权利要求1所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第五步中，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％。
5.根据权利要求1所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第六步中，所述切换逻辑的上限转速为共振转速的105％。
6.根据权利要求1所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第七步中，所述切换逻辑的上限转矩为F3，上限转速所对应的转矩为F4，满足F3＝80％·F4。
7.根据权利要求1所述的一种避开风电塔架固有频率点的控制方法，其特征在于所述第九步中，所述切换逻辑的下限转速为共振转速的90％。
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