CN106870282B - 一种阵风下风电机组降载控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种阵风下风电机组降载控制方法，其包括以下步骤：步骤1、风电机组进入直接转矩控制模式；步骤2、比对风电机组的叶轮转速变化率dω的值；步骤3、进行升转矩控制，风电机组电磁转矩按(T电磁+ΔT1)进行控制；步骤4、进行降转矩控制，风电机组电磁转矩按(T电磁‑ΔT2)进行控制。本发明由于实时对风电机组的叶轮转速变化率dω进行比对，当叶轮转速变化率超过设定的值时即阵风来临时，风电机组电磁转矩按设定的情况进行加减转矩控制运行，让风电机组短时偏离原有功率曲线，既不会影响风电机组主体功率曲线，又达到了降低载荷的效果，由于及时对风电机组电磁转矩进行调整，从而抑制了叶轮的转速的突降和突升，提高了控制系统的稳定性。

Description

一种阵风下风电机组降载控制方法
技术领域
本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及一种阵风下风电机组降载控制方法。
背景技术
目前，风电机组的功率控制方法一般为直接转矩控制，即风电机组根据关系式T机械-T电磁=0，对叶轮转速ω进行控制，其中T机械为叶轮吸收的机械转矩、T电磁为风电机组输出的电磁转矩。理论上若T机械-T电磁=0，则叶轮转速ω恒定；若T机械-T电磁>0，则叶轮转速ω上升；若T机械-T电磁<0，则叶轮转速ω下降。额定风速以下时，通过最大风能捕获控制及T电磁的控制，不断接近关系式T机械-T电磁=0以达到参考功率曲线要求；额定风速以上时，T电磁恒定输出为额定转矩，通过变桨控制来减少T机械，以接近关系式T机械-T电磁=0。
此种控制方法，控制简单，能很好跟踪参考功率曲线。但对于风速变化较快、湍流较大的工况，此控制方法控制的叶轮转速ω受风速影响，会出现较大的波动，从而增加风电机组尤其是轴承等传动部件的机械疲劳，降低风电机组的使用寿命。特别是，当风速较高，又出现更大阵风时，风电机组容易出现超速等现象，影响风电机组安全。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种安全可靠的阵风下风电机组降载控制方法。
一种阵风下风电机组降载控制方法，其包括以下步骤：
步骤1、风电机组进入直接转矩控制模式；
步骤2、设定风电机组的控制系数ⅠP值、控制系数ⅡQ值、转矩修正参数Ⅰ值ΔT1、转矩修正参数Ⅱ值ΔT2，其中Q小于P，当风电机组的叶轮转速变化率dω大于或等于控制系数ⅠP时，则进入步骤3，当风电机组的叶轮转速变化率dω小于或等于控制系数ⅡQ时，则进入步骤4，当风电机组的叶轮转速变化率dω大于控制系数ⅡQ且小于控制系数ⅠP时，返回步骤1；
步骤3、进行升转矩控制，在原有直接转矩控制参数T电磁的基础上，风电机组电磁转矩按(T电磁+ΔT1)进行控制，并返回步骤1；
步骤4、进行降转矩控制，在原有直接转矩控制参数T电磁的基础上，风电机组电磁转矩按(T电磁-ΔT2)进行控制，并返回步骤1。
优选的，所述控制系数ⅠP的选取范围为1<P<1.2。
优选的，所述控制系数ⅡQ的选取范围为-1<Q<-0.8。
所述转矩修正参数ⅠΔT1应考虑在风电机组容量裕度内选取，优选的，所述转矩修正参数ⅠΔT1选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至10%之间。
优选的，所述转矩修正参数ⅡΔT2选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至5%之间。
本发明的有益技术效果是：本发明由于实时对风电机组的叶轮转速变化率dω进行比对，当叶轮转速变化率超过设定的值时即阵风来临时，风电机组电磁转矩按设定的情况进行加减转矩控制运行，让风电机组短时偏离原有功率曲线，既不会影响风电机组主体功率曲线，又达到了降低载荷的效果，由于及时对风电机组电磁转矩进行调整，从而抑制了叶轮的转速的突降和突升，提高了控制系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例流程控制图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
参照附图1，一种阵风下风电机组降载控制方法，其包括以下步骤：
步骤1、风电机组进入直接转矩控制模式；
步骤2、设定风电机组的控制系数ⅠP值, 所述ⅠP的选取范围为1<P<1.2、控制系数ⅡQ值的选取范围为-1<Q<-0.8、转矩修正参数Ⅰ值ΔT1应考虑在风电机组容量裕度内选取,转矩修正参数Ⅰ值ΔT1选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至10%之间、转矩修正参数Ⅱ值ΔT2选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至5%之间，其中Q小于P，当风电机组的叶轮转速变化率dω大于或等于控制系数ⅠP时，则进入步骤3，当风电机组的叶轮转速变化率dω小于或等于控制系数ⅡQ时，则进入步骤4，当风电机组的叶轮转速变化率dω大于控制系数ⅡQ且小于控制系数ⅠP时，返回步骤1；
步骤3、进行升转矩控制，在原有直接转矩控制参数T电磁的基础上，风电机组电磁转矩按(T电磁+ΔT1)进行控制，并返回步骤1；
步骤4、进行降转矩控制，在原有直接转矩控制参数T电磁的基础上，风电机组电磁转矩按(T电磁-ΔT2)进行控制，并返回步骤1。
本发明由于实时对风电机组的叶轮转速变化率dω进行比对，当叶轮转速变化率超过设定的值时即阵风来临时，风电机组电磁转矩按设定的情况进行加减转矩控制运行，让风电机组短时偏离原有功率曲线，既不会影响风电机组主体功率曲线，又达到了降低载荷的效果，由于及时对风电机组电磁转矩进行调整，从而抑制了叶轮的转速的突降和突升，提高了控制系统的稳定性。
以上只是本发明的一种实施方式，一个优选示范例。本发明申请请求保护的范围并不只限于所述实施方式。凡与本实施例等效的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1、风电机组进入直接转矩控制模式；
步骤2、设定风电机组的控制系数ⅠP值、控制系数ⅡQ值、转矩修正参数Ⅰ值ΔT1、转矩修正参数Ⅱ值ΔT2，其中Q小于P，当风电机组的叶轮转速变化率dω大于或等于控制系数ⅠP时，则进入步骤3，当风电机组的叶轮转速变化率dω小于或等于控制系数ⅡQ时，则进入步骤4，当风电机组的叶轮转速变化率dω大于控制系数ⅡQ且小于控制系数ⅠP时，返回步骤1；
步骤3、进行升转矩控制，在原有直接转矩控制参数T电磁的基础上，风电机组电磁转矩按(T电磁+ΔT1)进行控制，并返回步骤1；
步骤4、进行降转矩控制，在原有直接转矩控制参数T电磁的基础上，风电机组电磁转矩按(T电磁-ΔT2)进行控制，并返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述控制系数ⅠP的选取范围为1<P<1.2。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述控制系数ⅡQ的选取范围为-1<Q<-0.8。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述转矩修正参数ⅠΔT1选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至10%之间。
5.根据权利要求3所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述转矩修正参数ⅠΔT1选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至10%之间。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述转矩修正参数ⅡΔT2选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至5%之间。
7.根据权利要求3所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述转矩修正参数ⅡΔT2选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至5%之间。
8.根据权利要求4所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述转矩修正参数ⅡΔT2选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至5%之间。
9.根据权利要求5所述的一种阵风下风电机组降载控制方法，其特征在于，所述转矩修正参数ⅡΔT2选取范围为风电机组额定电磁转矩的3%至5%之间。
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