CN106089576A - 一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法，其包括以下步骤：步骤1、机组待机，计算出机组在当地空气密度下的功率曲线，进入步骤2；步骤2、判断是否切入，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切入的判断风速；步骤3、根据实际输出功率计算一定时间段内的平均功率，并通过插值的方法反推出理论上此时间段内的平均风速值：步骤4、将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切出的判断风速。本发明由于采用了两套测风传感器自动切换的方法，将实际功率通过插值方法计算出的理论风速与两套风速传感器所测量的风速作比较，自动判断测风传感器是否故障，并将测量准确的传感器所测量的值作为控制输入，增强机组的安全性。

Description

一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法

技术领域

本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法。

技术背景

目前用于风力发电机组的测风传感器包括风速传感器和风向传感器主要有两种类型，一种是机械式传感器，另一种是超声波传感器。机械式传感器在北方的寒冷地区和湿度较大的南方山区冬季容易出现结冰状况，或在风沙比较严重的地区出现轴承卡死的情况，从而导致测量误差较大，而超声波传感器在雨雾天亦容易出现信号干扰而影响测量精度。两套测风传感器都在特定条件下存在一定的弊端，故目前在一些气候条件比较恶劣地方安装的风力发电机组或者海上风力发电机组上通常同时安装了两套不同类型的测风传感器。若风力发电机组的测风传感器出现故障或测量误差较大时，将导致机组出现无法正常切入和切出、偏航对风不准确等问题。通常在控制时，只用到其中一套测风传感所采集的数据，且只有当其出现明显故障时，才会被人为发觉并需手动切换至另一套测风传感器。

发明内容

本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种自动判断故障且能自动切换的实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法。

本发明的技术方案是，一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法，其包括以下步骤：

步骤1、机组待机，将当地空气密度值和机组在标准空气密度下的功率曲线作为机组控制的参考输入，计算出机组在当地空气密度下的功率曲线，进入步骤2；

步骤2、判断是否切入，当机组处于待机状态，且风速小于机组设计的切出风速时，实时比较两个风速传感器的测量值，分别计算出两个风速传感器在一定时间段内的平均风速值，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切入的判断风速，当平均风速值中较大的值大于切入风速时，进入步骤3，否则返回步骤1；

步骤3、当机组处于发电状态，且风速小于机组设计的切出风速时，以步骤1得出的机组在当地空气密度下的功率曲线为基础，根据实际输出功率计算一定时间段内的平均功率，并通过插值的方法反推出理论上此时间段内的平均风速值，将此平均风速值与两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均风速值进行对比：

步骤3-1、若两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均值与反推的平均风速值的差值均在设定值之内，则取差值最小的值所对应的传感器的测量值作为控制输入，进入步骤4；

步骤3-2、若其中一个差值大于设定值，另一个差值小于设定值，则以差值小于设定值所对应的风速传感器的测量值作为控制输入，若差值大于设定值所对应的风速传感器连续多个周期的差值均大于设定值，则可判定此风速传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；

步骤3-3、若两个风速传感器的测量值与计算值的差值连续多个周期均大于设定值时，如果此时两个风向传感器的测量值较为一致，则可判定两个风速传感器的均出现故障，机组停机并需进行相应的处理；如果此时两个风向传感器的测量值不同，则系统不再使用当前作为控制的风向传感器所采集的数据，而自动将另一个风向传感器的测量值作为控制输入，控制机组重新偏航对风，再根据实际功率反推理论风速，并将此值与两个风速传感器的测量值进行再次比较，若两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均值与反推的平均风速值的差值均在设定值之内，则取差值最小的值所对应的传感器的测量值作为控制输入，且可判定第一次作为控制输入所对应的风向传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；若其中一个差值大于设定值，另一个差值小于设定值，则以差值小于设定值所对应的风速传感器的测量值作为控制输入，且可判定第一次作为控制输入所对应的风向传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；若两个差值连续多个周期均大于设定值，则可判定两个风速传感器均出现故障，且其中一个风向传感器也出现故障，机组将停机并需进行相应的处理；

步骤4、当机组处于发电状态，且风速接近机组设计的切出风速时，实时比较两个风速传感器的测量值，分别计算出两个风速传感器在一定时间段内的平均风速值，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切出的判断风速，如果平均风速值中较大的值大于切出风速，则进入步骤1，否则返回步骤3。

本发明的有益技术效果是，在风力发电机组的控制中，采用了两套测风传感器自动切换的方法，以机组在当地空气密度下的功率曲线作为依据，将实际功率通过插值方法计算出的理论风速与两套风速传感器所测量的风速作比较，自动判断测风传感器是否故障，并将测量准确的传感器所测量的值作为控制输入，从而提高机组的可利用率和发电量，降低机组的载荷，增强机组的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

参照附图，一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法，其包括以下步骤：

步骤1、机组待机，将当地空气密度值和机组在标准空气密度下的功率曲线作为机组控制的参考输入，计算出机组在当地空气密度下的功率曲线，进入步骤2；

步骤2、判断是否切入，当机组处于待机状态，且风速小于机组设计的切出风速时，实时比较两个风速传感器的测量值，分别计算出两个风速传感器在一定时间段内的平均风速值，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切入的判断风速，当平均风速值中较大的值大于切入风速时，进入步骤3，否则返回步骤1；

步骤3、当机组处于发电状态，且风速小于机组设计的切出风速时，以步骤1得出的机组在当地空气密度下的功率曲线为基础，根据实际输出功率计算一定时间段内的平均功率，并通过插值的方法反推出理论上此时间段内的平均风速值，将此平均风速值与两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均风速值进行对比：

步骤3-1、若两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均值与反推的平均风速值的差值均在设定值之内，则取差值最小的值所对应的传感器的测量值作为控制输入，进入步骤4；

步骤3-2、若其中一个差值大于设定值，另一个差值小于设定值，则以差值小于设定值所对应的风速传感器的测量值作为控制输入，若差值大于设定值所对应的风速传感器连续多个周期的差值均大于设定值，则可判定此风速传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；

步骤3-3、若两个风速传感器的测量值与计算值的差值连续多个周期均大于设定值时，如果此时两个风向传感器的测量值较为一致，则可判定两个风速传感器的均出现故障，机组停机并需进行相应的处理；如果此时两个风向传感器的测量值不同，则系统不再使用当前作为控制的风向传感器所采集的数据，而自动将另一个风向传感器的测量值作为控制输入，控制机组重新偏航对风，再根据实际功率反推理论风速，并将此值与两个风速传感器的测量值进行再次比较，若两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均值与反推的平均风速值的差值均在设定值之内，则取差值最小的值所对应的传感器的测量值作为控制输入，且可判定第一次作为控制输入所对应的风向传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；若其中一个差值大于设定值，另一个差值小于设定值，则以差值小于设定值所对应的风速传感器的测量值作为控制输入，且可判定第一次作为控制输入所对应的风向传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；若两个差值连续多个周期均大于设定值，则可判定两个风速传感器均出现故障，且其中一个风向传感器也出现故障，机组将停机并需进行相应的处理；

步骤4、当机组处于发电状态，且风速接近机组设计的切出风速时，实时比较两个风速传感器的测量值，分别计算出两个风速传感器在一定时间段内的平均风速值，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切出的判断风速，如果平均风速值中较大的值大于切出风速，则返回步骤1，否则返回步骤3。

Claims (1)

1.一种实现风机控制中两套测风传感器自动切换的方法，其包括以下步骤：

步骤1、机组待机，将当地空气密度值和机组在标准空气密度下的功率曲线作为机组控制的参考输入，计算出机组在当地空气密度下的功率曲线，进入步骤2；

步骤2、判断是否切入，当机组处于待机状态，且风速小于机组设计的切出风速时，实时比较两个风速传感器的测量值，分别计算出两个风速传感器在一定时间段内的平均风速值，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切入的判断风速，当平均风速值中较大的值大于切入风速时，进入步骤3，否则返回步骤1；

步骤3、当机组处于发电状态，且风速小于机组设计的切出风速时，以步骤1得出的机组在当地空气密度下的功率曲线为基础，根据实际输出功率计算一定时间段内的平均功率，并通过插值的方法反推出理论上此时间段内的平均风速值，将此平均风速值与两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均风速值进行对比：

步骤3-1、若两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均值与反推的平均风速值的差值均在设定值之内，则取差值最小的值所对应的传感器的测量值作为控制输入，进入步骤4；

步骤3-2、若其中一个差值大于设定值，另一个差值小于设定值，则以差值小于设定值所对应的风速传感器的测量值作为控制输入，若差值大于设定值所对应的风速传感器连续多个周期的差值均大于设定值，则可判定此风速传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；

步骤3-3、若两个风速传感器的测量值与计算值的差值连续多个周期均大于设定值时，如果此时两个风向传感器的测量值较为一致，则可判定两个风速传感器的均出现故障，机组停机并需进行相应的处理；如果此时两个风向传感器的测量值不同，则系统不再使用当前作为控制的风向传感器所采集的数据，而自动将另一个风向传感器的测量值作为控制输入，控制机组重新偏航对风，再根据实际功率反推理论风速，并将此值与两个风速传感器的测量值进行再次比较，若两个风速传感器在此时间段内所测量得出的平均值与反推的平均风速值的差值均在设定值之内，则取差值最小的值所对应的传感器的测量值作为控制输入，且可判定第一次作为控制输入所对应的风向传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；若其中一个差值大于设定值，另一个差值小于设定值，则以差值小于设定值所对应的风速传感器的测量值作为控制输入，且可判定第一次作为控制输入所对应的风向传感器出现故障，系统给出警告信息，进入步骤4；若两个差值连续多个周期均大于设定值，则可判定两个风速传感器均出现故障，且其中一个风向传感器也出现故障，机组将停机并需进行相应的处理；

步骤4、当机组处于发电状态，且风速接近机组设计的切出风速时，实时比较两个风速传感器的测量值，分别计算出两个风速传感器在一定时间段内的平均风速值，将两个平均风速值中较大的值作为机组是否切出的判断风速，如果平均风速值中较大的值大于切出风速，则进入步骤1，否则返回步骤3。