CN109973301B - 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置 - Google Patents

在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109973301B
CN109973301B CN201711457552.5A CN201711457552A CN109973301B CN 109973301 B CN109973301 B CN 109973301B CN 201711457552 A CN201711457552 A CN 201711457552A CN 109973301 B CN109973301 B CN 109973301B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pitch
parameter
pitch parameter
value
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711457552.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109973301A (zh
Inventor
李永明
赵树椿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinfeng Technology Co ltd
Original Assignee
Xinjiang Goldwind Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinjiang Goldwind Science and Technology Co Ltd filed Critical Xinjiang Goldwind Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201711457552.5A priority Critical patent/CN109973301B/zh
Priority to AU2018241181A priority patent/AU2018241181B2/en
Priority to ES18782868T priority patent/ES2885248T3/es
Priority to US16/090,173 priority patent/US11208984B2/en
Priority to EP18782868.6A priority patent/EP3524810B1/en
Priority to PCT/CN2018/082372 priority patent/WO2019127975A1/zh
Publication of CN109973301A publication Critical patent/CN109973301A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109973301B publication Critical patent/CN109973301B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/043—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic
    • F03D7/046—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller characterised by the type of control logic with learning or adaptive control, e.g. self-tuning, fuzzy logic or neural network
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/309—Rate of change of parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/328—Blade pitch angle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

提供一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置。所述方法包括：获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数；获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数；基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值；将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较；基于比较的结果更新当前第一变桨参数。

Description

在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置
技术领域
本发明涉及风力发电领域，更具体地讲，涉及一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到重视，装机量也不断增加。随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组的各种研究也日益深入。
当风力发电机组在极端湍流风况下运行时，风力发电机组的极限载荷较大，甚至涉及风力发电机组的安全运行。因此，如何控制在极端湍流风况下的风力发电机组防止极限载荷过大是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置。
本发明的一个方面提供一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法，所述方法包括：获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数；获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数；基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值；将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较；基于比较的结果更新当前第一变桨参数。
可选地，确定更新阈值的步骤包括：计算获取的历史第二变桨参数的预定统计值；基于预先确定的映射关系，确定与计算的预定统计值对应的更新阈值，其中，所述映射关系体现第二变桨参数的预定统计值与更新阈值之间的映射。
可选地，所述方法还包括：建立所述映射关系。其中，建立所述映射关系的步骤包括：获取正常湍流风况下的预定时间长度的历史第一变桨参数和历史第二变桨参数；计算预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值；确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的最值作为更新阈值；将计算的预定统计值映射到对应的预定时间段的更新阈值。
可选地，当预定时间长度内的多个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值为同一预定统计值时，将所述同一预定统计值映射到所述多个预定时间段内的历史第一变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值。
可选地，第一变桨参数为桨距角，最值为最小值；或者，第一变桨参数为变桨速率，最值为最大值。
可选地，统计值为平均值。
可选地，第一变桨参数为桨距角，第二变桨参数是变桨速率，基于比较的结果更新当前第一变桨参数的步骤包括：如果当前第一变桨参数大于或等于更新阈值，则不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数小于更新阈值，则更新当前第一变桨参数等于更新阈值；或者，第一变桨参数为变桨速率，第二变桨参数是桨距角，基于比较的结果更新当前第一变桨参数的步骤包括：如果当前第一变桨参数小于或等于更新阈值，则不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数大于阈值，则更新当前第一变桨参数等于更新阈值。
可选地，第一变桨参数的类型与第二变桨参数的类型相同或不同。
本发明的另一方面提供一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的装置，所述装置包括：当前参数获取单元，获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数；历史参数获取单元，获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数；确定单元，基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值；比较单元，将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较；更新单元，基于比较的结果更新当前第一变桨参数。
可选地，确定单元包括：统计值计算单元，计算获取的历史第二变桨参数的预定统计值；更新阈值确定单元，基于预先确定的映射关系，确定与计算的预定统计值对应的更新阈值。其中，所述映射关系体现第二变桨参数的预定统计值与更新阈值之间的映射。
可选地，所述装置还包括：映射关系建立单元，建立所述映射关系。其中，映射关系建立单元包括：历史变桨参数获取单元，获取正常湍流风况下的预定时间长度的历史第一变桨参数和历史第二变桨参数；预定统计值计算单元，计算预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值；最值确定单元，确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的最值作为更新阈值；映射单元，将计算的预定统计值映射到对应的预定时间段的更新阈值。
可选地，当预定时间长度内的多个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值为同一预定统计值时，将所述同一预定统计值映射到所述多个预定时间段内的历史第一变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值。
可选地，第一变桨参数为桨距角，最值为最小值；或者，第一变桨参数为变桨速率，最值为最大值。
可选地，统计值为平均值。
可选地，第一变桨参数为桨距角，第二变桨参数是变桨速率，如果当前第一变桨参数大于或等于更新阈值，则更新单元不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数小于更新阈值，则更新单元更新当前第一变桨参数等于更新阈值；或者，第一变桨参数为变桨速率，第二变桨参数是桨距角，如果当前第一变桨参数小于或等于更新阈值，则更新单元不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数大于阈值，则更新单元更新当前第一变桨参数等于更新阈值。
可选地，第一变桨参数的类型与第二变桨参数的类型相同或不同。
本发明的另一方面提供一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的系统，所述系统包括：处理器；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，执行实现上面所述的方法。
本发明的另一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执行时实现上面所述的方法。
根据本发明的控制风力发电机组变桨的方法、装置和系统，由于不需要对是否处于极端湍流进行判断，因此避免了因判断不准确造成的严重功率损失，并且有效避免在极端湍流风况下变桨执行过快导致的风力发电机组的部件的极限载荷过大的问题，同时不会影响在正常湍流风况下执行的变桨操作，降低了整机开发成本。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明的另一实施例的控制风力发电机组变桨的方法的流程图；
图2是示出根据本发明的另一实施例的基于获取的历史变桨参数确定更新阈值的方法的流程图；
图3是示出根据本发明的另一实施例的建立预先确定的映射关系的方法的流程图；
图4是示出根据本发明的另一实施例的控制风力发电机组变桨的装置的框图；
图5是示出根据本发明的一个实施例的控制风力发电机组变桨的方法的曲线图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例。
下面，将参照图1详细描述在极端湍流风况(IEC标准风况)下控制风力发电机组变桨的一个方法。
下面，将参照图1详细描述在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的另一方法。重复或类似的描述将不再赘述。
图1是示出根据本发明的另一实施例的控制风力发电机组变桨的方法的流程图。
在步骤S110中，获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数。
在步骤S120中，获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数。
变桨参数(包括第一变桨参数和第二变桨参数)包括桨距角、变桨速率等。风力发电机组的变桨控制系统实时地基于外界风速、风向等信息产生用于控制变桨系统执行接下来的变桨操作的变桨参数。
当前变桨参数是指将用于控制变桨系统执行接下来的变桨操作的变桨参数。历史变桨参数是指过去执行变桨操作的变桨参数。风力发电机组实时地产生用于执行变桨操作的当前变桨参数，并将当前变桨参数存储在存储器中，从而成为历史变桨参数。
之前预定时间段内的历史第二变桨参数可表示产生当前第一变桨参数的时刻或执行步骤S110的时刻之前的一段时间内产生的第二变桨参数。例如，之前预定时间段内的历史第二变桨参数可以是当前时刻之前的1分钟的时间(即，长度为1分钟的预定时间段)内的历史第二变桨参数，或者可以是当前时刻之前的10分钟的时间(即，长度为10分钟的预定时间段)内的历史第二变桨参数。预定时间段的长度可根据风力发电机组的机型、实际风况或者根据工程经验而确定。此外，在变桨参数的产生被周期性执行的情况下，之前预定时间段内的历史第二变桨参数可也表示在产生当前第一变桨参数之前产生的预定数量的第二变桨参数。
在一个实施例中，第一变桨参数和第二变桨参数是不同类型的变桨参数，都可用于实现对风力发电机组的桨叶(叶片)的控制。在另一实施例中，第一变桨参数和第二变桨参数是相同类型的变桨参数。
在步骤S130中，基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值。
下面，将参照图2详细描述基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值的另一方法。
图2是示出根据本发明的另一实施例的基于获取的历史变桨参数确定更新阈值的方法的流程图。
在步骤S210中，计算获取的历史第二变桨参数的预定统计值。
预定统计值可以是统计学上用于反映历史变桨参数的总体状况的统计值。例如，预定统计值可以是预定时间段内的历史变桨参数的平均值、中位数等。
在步骤S220中，基于预先确定的映射关系，确定与计算的预定统计值对应的更新阈值。
该映射关系体现第二变桨参数的预定统计值与更新阈值之间的映射。该更新阈值用于限定第一变桨参数的大小。该映射的形式可以是数学函数关系、曲线图、数据表格等任何可以表征预定统计值与更新阈值之间的映射的形式，并且本发明对该映射的形式不进行限制。
返回参照图1，在步骤S140中，将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较。
在步骤S150中，基于比较的结果更新当前第一变桨参数。
这里，步骤S150执行的具体细节与第一变桨参数和第二变桨参数的类型有关。
在第一变桨参数为桨距角、第二变桨参数是变桨速率或者在第一变桨参数和第二变桨参数同为变桨速率的示例中，如果当前第一变桨参数大于或等于更新阈值(例如，在极端湍流风况下)，则不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数小于更新阈值，则更新当前第一变桨参数等于更新阈值。
在第一变桨参数为变桨速率、第二变桨参数是桨距角或者在第一变桨参数和第二变桨参数同为桨距角的示例中，如果当前第一变桨参数小于或等于更新阈值(例如，在极端湍流风况下)，则不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数大于阈值，则更新当前第一变桨参数等于更新阈值。
通过根据正常湍流风况下的变桨参数数据对在极端湍流风况导致的过小的桨距角或者对过大的变桨速率进行限制，有效避免在极端湍流风况下变桨执行过快导致的风力发电机组的部件的极限载荷过大的问题；此外，由于对不是过小的桨距角或者不是过大的变桨速率不进行限制，因此不会影响在正常湍流风况下执行的变桨操作。
在一个优选实施例中，该方法还包括建立预先确定的映射关系的步骤。
下面，将参照图3详细描述建立预先确定的映射关系的一个方法。
图3是示出根据本发明的另一实施例的建立预先确定的映射关系的方法的流程图。
在步骤S310中，获取正常湍流风况(IEC标准风况)下的预定时间长度的历史第一变桨参数和历史第二变桨参数。
预定时间长度可比参照图1描述的预定时间段的长度长。例如，当参照图1描述的预定时间段为1分钟时，预定时间长度可以是1天。预定时间长度越长，获取的数据量越丰富，根据图3描述的方法确定的映射关系就越准确。
在步骤S320中，计算预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值。
应该理解，步骤S120中的预定统计值与参照图2描述的预定统计值在类型上是相同的。例如，当参照图1描述的预定统计值为平均值时，步骤S320中描述的预定统计值也为平均值。
在步骤S330中，确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的最值作为更新阈值。
在参照图3描述的建立预先确定的映射关系的方法中，除了需要在步骤S320中确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的预定统计值之外，还需要确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的更新阈值。这里，将历史变桨参数的最值作为更新阈值。
最值可包括最大值和最小值。最值具体是最大值还是最小值取决于第一变桨参数的具体类型。例如，当第一变桨参数是桨距角时，最值是最小值；当第一变桨参数是变桨速率时，最值是最大值。
在步骤S340中，将计算的预定统计值映射到对应的预定时间段的更新阈值。
如参照图2所描述的，可使用数学函数关系、曲线图、数据表格等形式或方法来建立预定统计值和更新阈值之间的映射关系，本发明对此不进行限定。
在一个实施例中，当预定时间长度内的多个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值为同一预定统计值时，步骤S340还包括：将该同一预定统计值映射到多个预定时间段内的历史第一变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值。也就是说，当在步骤S330中得到多个相同的统计值时，对这些相同的统计值进行合并处理，从而使得单个统计值对应单个更新阈值。
下面给出在第一变桨参数和第二变桨参数均为桨距角的情况下，将该同一预定统计值映射到多个预定时间段内的历史第二变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值的一个示例。针对各个预定时间段计算出预定统计值和更新阈值之后形成的数据如下面的表1所示。
【表1】
Figure BDA0001529556810000071
在表1中可以看出，在经历步骤S320和S330之后，存在相同的统计值，诸如，存在4个大小同为10的预定统计值，存在3个大小同为11的预定统计值。
4个大小同为10的预定统计值具有大小分别为9.9、9.6、9.8、9.6的更新阈值的集合。在第一变桨参数和第二变桨参数均为桨距角的情况下，该集合的最值应当取最小值9.6。因此，将建立将该同一预定统计值(即，10度)映射到所述多个预定时间段内的历史的变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值(即，9.6)。通过对3个大小同为11的预定统计值进行同样的处理，可将表1的映射关系转换为下面的表2的映射关系。
【表2】
Figure BDA0001529556810000081
下面，以第一变桨参数为变桨速率，第二变桨参数为桨距角为例，介绍根据本发明的在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法的一个示例。
首先，建立正常湍流风况下运行的桨距角(第二变桨参数)与变桨速率(第一变桨参数)的关系，以保证在正常湍流风况中变桨速率不会被限制，而在极端湍流风况中变桨速率受到限制，从而避免执行变桨操作过快导致的载荷过大的问题。
例如，根据转速或风速信号在预定时间长度(例如，10小时)里的标准差判断为正常湍流风后，计算每个预定时间段(例如，1分钟)里的桨距角平均值及对应的预定时间段的变桨速率的最大值，用统计或其他方法找出平均值与最大值之间的关系，作为桨距角与变桨速率的最大值之间的关系。
然后，将风机运行时在预定时间段(例如，1分钟)里的桨距角平均值作为输入，并通过该关系，得出当前变桨速率的最大值，限制变桨速率突然变得过大(即，大于该最大值)，从而降低极端风速的载荷。
下面，将参照图4描述控制风力发电机组变桨的装置400的一个实施例。相同或类似的描述将不再赘述。
图4是示出根据本发明的一个实施例的在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的装置800的框图。
在一个实施例中，控制风力发电机组变桨的装置400包括：当前参数获取单元410、历史参数获取单元420、确定单元430、比较单元440和更新单元450。
当前参数获取单元410获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数。
历史参数获取单元420获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数。
在一个实施例中，第一变桨参数和第二变桨参数是不同类型的变桨参数，都可用于实现对风力发电机组的桨叶(叶片)的控制。在另一实施例中，第一变桨参数和第二变桨参数是相同类型的变桨参数。
确定单元430基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值。
确定单元430包括统计值计算单元431和更新阈值确定单元432。统计值计算单元431计算获取的历史第二变桨参数的预定统计值。预定统计值可以是统计学上用于反映历史变桨参数的总体状况的统计值。例如，预定统计值可以是预定时间段内的历史变桨参数的平均值、中位数等。
更新阈值确定单元432基于预先确定的映射关系，确定与计算的预定统计值对应的更新阈值。该映射关系体现第二变桨参数的预定统计值与更新阈值之间的映射。该更新阈值用于限定第一变桨参数的大小。该映射的形式可以是数学函数关系、曲线图、数据表格等任何可以表征预定统计值与更新阈值之间的映射的形式，并且本发明对该映射的形式不进行限制。
比较单元440将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较。
更新单元450基于比较的结果更新当前第一变桨参数。
这里，更新单元450执行的具体细节与第一变桨参数和第二变桨参数的类型有关。
在第一变桨参数为桨距角、第二变桨参数是变桨速率或者在第一变桨参数和第二变桨参数同为变桨速率的示例中，如果当前变桨参数大于或等于更新阈值，则更新单元450不更新当前变桨参数，如果当前变桨参数小于更新阈值，则更新单元450更新当前变桨参数等于更新阈值。
在第一变桨参数为变桨速率、第二变桨参数是桨距角或者在第一变桨参数和第二变桨参数同为桨距角的示例中，如果当前变桨参数小于或等于更新阈值，则更新单元450不更新当前变桨参数，如果当前变桨参数大于阈值，则更新单元450更新当前变桨参数等于更新阈值。
通过根据正常湍流风况下的变桨参数数据对过小的桨距角或者对过大的变桨速率进行限制，有效避免在极端湍流风况下变桨执行过快导致的风力发电机组的部件的极限载荷过大的问题；此外，由于对不是过小的桨距角或者不是过大的变桨速率不进行限制，因此不会影响在正常湍流风况下执行的变桨操作。
在一个优选实施例中，控制风力发电机组变桨的装置400还包括映射关系建立单元460。
映射关系建立单元460建立预先确定的映射关系。
映射关系建立单元460包括：历史变桨参数获取单元461、预定统计值计算单元462、最值确定单元463和映射单元464。
历史变桨参数获取单元461获取正常湍流风况下的预定时间长度的历史第一变桨参数和历史第二变桨参数。
预定统计值计算单元462计算预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值。
最值确定单元463确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的最值作为更新阈值。
最值可包括最大值和最小值。最值具体是最大值还是最小值取决于第一变桨参数的具体类型。例如，在第一变桨参数是桨距角的示例中，最值是最小值；在第一变桨参数是变桨速率的示例中，最值是最大值。
映射单元464将计算的预定统计值映射到对应的预定时间段的更新阈值。
可使用数学函数关系、曲线图、数据表格等形式或方法来建立预定统计值和更新阈值之间的映射关系，本发明对此不进行限定。
在一个实施例中，当预定时间长度内的多个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值为同一预定统计值时，映射关系建立单元460将该同一预定统计值映射到多个预定时间段内的历史第一变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值。也就是说，当预定统计值计算单元462得到多个相同的统计值时，映射关系建立单元460对这些相同的统计值进行合并处理，从而使得单个统计值对应单个更新阈值。
下面，将参照图5描述控制风力发电机组变桨的方法的效果。
图5是示出根据本发明的一个实施例的控制风力发电机组变桨的方法的曲线图。
参照图5，该曲线图描述了在第一变桨参数和第二变桨参数均为桨距角的情况下，在平均风速为19m/s的极端湍流风况中根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的时序仿真结果。其中，图5中的横轴均表示时间(s)，(a)示出了极端湍流风况下风速(m/s)随时间的变化，(b)示出了风力发电机组的桨距角(度)随时间的变化，(c)示出了桨距角的最值(即，最小值)(度)随时间的变化，(d)示出了风力发电机组塔顶载荷(kN/m)随时间的变化。此外，在图5中，实线表示未采用根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法的数据，点划线表示采用根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法的数据。
如图所示，可发现根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法，桨距角的最值(即，最小值)在每个时刻均有变化(参照图5的(c))。在图5的(b)中，当根据传统方法获得的桨距角的变得过小时，根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法可对桨距角的这种变化进行限制，避免桨距角变得过小，从而使桨距角不会出现极端变化。例如，在时间为540s至546s的区间，根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法获得的桨距角明显大于未采用根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法获得的桨距角。从图5的(d)可以看出，在未采用根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法中，塔顶载荷在550s～560s中出现最大极限载荷，而根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法，由于桨距角不会出现极端运行变化，因此变桨动作相对缓慢，使得在550s～560s中载荷极值明显小于未采用根据本发明的实施例的控制风力发电机组变桨的方法的情况。
在各种实施例中，计算机可读介质可包括在执行时使得装置执行上述方法步骤的至少一部分的指令。在一些实施例中，计算机可读介质可被包括在磁介质、光介质、其他介质或它们的组合(例如，CD-ROM、硬盘驱动器、只读存储器、闪存驱动器等)中。在这样的实施例中，计算机可读介质可以是可触知和非暂时实现的制造品。
根据本发明的控制风力发电机组变桨的方法、装置和系统，由于不需要对是否处于极端湍流进行判断，因此避免了因判断不准确造成的严重功率损失，并且有效避免在极端湍流风况下变桨执行过快导致的风力发电机组的部件的极限载荷过大的问题，同时不会影响在正常湍流风况下执行的变桨操作，降低了整机开发成本。
虽然已经参考示例实施例描述了公开的主题的原理，但是对于本领域技术人员将清楚的是，在不脱离这些公开的构思的范围的情况下，可对其进行各种改变和修改。因此，应理解，以上实施例不是限制性的，而仅是说明性的。因此，将由权利要求及其等同物的最广泛的允许的解释来确定公开的构思的范围，并且不应受前面的描述的限制或局限。因此，将理解，权利要求意图涵盖落入实施例的范围内的所有这样的修改和改变。

Claims (16)

1.一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数；
获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数；
基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值；
将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较；
基于比较的结果更新当前第一变桨参数；
其中，确定更新阈值的步骤包括：
计算获取的历史第二变桨参数的预定统计值；
基于预先确定的映射关系，确定与计算的预定统计值对应的更新阈值，其中，所述映射关系体现第二变桨参数的预定统计值与更新阈值之间的映射。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
建立所述映射关系，
其中，建立所述映射关系的步骤包括：
获取正常湍流风况下的预定时间长度的历史第一变桨参数和历史第二变桨参数；
计算预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值；
确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的最值作为更新阈值；
将计算的预定统计值映射到对应的预定时间段的更新阈值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当预定时间长度内的多个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值为同一预定统计值时，将所述同一预定统计值映射到所述多个预定时间段内的历史第一变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值。
4.如权利要求2和3中的任意一项所述的方法，其特征在于，第一变桨参数为桨距角，最值为最小值；或者，第一变桨参数为变桨速率，最值为最大值。
5.如权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其特征在于，统计值为平均值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一变桨参数为桨距角，第二变桨参数是变桨速率，基于比较的结果更新当前第一变桨参数的步骤包括：如果当前第一变桨参数大于或等于更新阈值，则不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数小于更新阈值，则更新当前第一变桨参数等于更新阈值；或者，
第一变桨参数为变桨速率，第二变桨参数是桨距角，基于比较的结果更新当前第一变桨参数的步骤包括：如果当前第一变桨参数小于或等于更新阈值，则不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数大于阈值，则更新当前第一变桨参数等于更新阈值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一变桨参数的类型与第二变桨参数的类型相同或不同。
8.一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的装置，其特征在于，所述装置包括：
当前参数获取单元，获取用于执行变桨操作的当前第一变桨参数；
历史参数获取单元，获取之前预定时间段内的历史第二变桨参数；
确定单元，基于获取的历史第二变桨参数确定更新阈值；
比较单元，将当前第一变桨参数与确定的更新阈值进行比较；
更新单元，基于比较的结果更新当前第一变桨参数；
其中，确定单元包括：
统计值计算单元，计算获取的历史第二变桨参数的预定统计值；
更新阈值确定单元，基于预先确定的映射关系，确定与计算的预定统计值对应的更新阈值，其中，所述映射关系体现第二变桨参数的预定统计值与更新阈值之间的映射。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
映射关系建立单元，建立所述映射关系，
其中，映射关系建立单元包括：
历史变桨参数获取单元，获取正常湍流风况下的预定时间长度的历史第一变桨参数和历史第二变桨参数；
预定统计值计算单元，计算预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值；
最值确定单元，确定预定时间长度内的每个预定时间段内的历史第一变桨参数的最值作为更新阈值；
映射单元，将计算的预定统计值映射到对应的预定时间段的更新阈值。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，当预定时间长度内的多个预定时间段内的历史第二变桨参数的预定统计值为同一预定统计值时，将所述同一预定统计值映射到所述多个预定时间段内的历史第一变桨参数的更新阈值形成的集合中的最值。
11.如权利要求9和10中的任意一项所述的装置，其特征在于，第一变桨参数为桨距角，最值为最小值；或者，第一变桨参数为变桨速率，最值为最大值。
12.如权利要求8至10中的任意一项所述的装置，其特征在于，统计值为平均值。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，第一变桨参数为桨距角，第二变桨参数是变桨速率，如果当前第一变桨参数大于或等于更新阈值，则更新单元不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数小于更新阈值，则更新单元更新当前第一变桨参数等于更新阈值；或者，
第一变桨参数为变桨速率，第二变桨参数是桨距角，如果当前第一变桨参数小于或等于更新阈值，则更新单元不更新当前第一变桨参数，如果当前第一变桨参数大于阈值，则更新单元更新当前第一变桨参数等于更新阈值。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，第一变桨参数的类型与第二变桨参数的类型相同或不同。
15.一种在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的系统，所述系统包括：
处理器；
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，执行实现权利要求1至7中的任意一项所述的方法。
16.一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执行时实现权利要求1至7中的任意一项所述的方法。
CN201711457552.5A 2017-12-28 2017-12-28 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置 Active CN109973301B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711457552.5A CN109973301B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置
AU2018241181A AU2018241181B2 (en) 2017-12-28 2018-04-09 Method and apparatus for controlling pitch of wind turbine in extreme turbulence wind conditions
ES18782868T ES2885248T3 (es) 2017-12-28 2018-04-09 Método y aparato para controlar el paso variable de un conjunto generador eólico en condiciones de viento de turbulencia extrema
US16/090,173 US11208984B2 (en) 2017-12-28 2018-04-09 Method and apparatus for controlling pitch of wind turbine in extreme turbulence wind conditions
EP18782868.6A EP3524810B1 (en) 2017-12-28 2018-04-09 Method and apparatus for controlling variable pitch of wind-driven generator set under extreme turbulent wind conditions
PCT/CN2018/082372 WO2019127975A1 (zh) 2017-12-28 2018-04-09 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711457552.5A CN109973301B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109973301A CN109973301A (zh) 2019-07-05
CN109973301B true CN109973301B (zh) 2020-07-24

Family

ID=65529216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711457552.5A Active CN109973301B (zh) 2017-12-28 2017-12-28 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11208984B2 (zh)
EP (1) EP3524810B1 (zh)
CN (1) CN109973301B (zh)
AU (1) AU2018241181B2 (zh)
ES (1) ES2885248T3 (zh)
WO (1) WO2019127975A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109973301B (zh) 2017-12-28 2020-07-24 新疆金风科技股份有限公司 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置
CN110700995B (zh) * 2019-10-16 2021-03-02 三一重能股份有限公司 风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控系统
CN113391575A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 新疆金风科技股份有限公司 风力发电机组的变桨执行机构在线状态辨识方法及装置
CN113740931B (zh) * 2020-05-29 2023-12-22 金风科技股份有限公司 风力发电机组的阵风检测方法及装置
US11313354B2 (en) * 2020-06-17 2022-04-26 General Electric Company System and method for protecting a wind turbine from overloading due to pitch system fault
CN112594128B (zh) * 2020-12-14 2022-03-01 山东中车风电有限公司 风力发电机组电网缺相故障中变桨系统保护系统及方法
CN112523944B (zh) * 2020-12-29 2022-02-11 重庆邮电大学 一种风力发电机变桨系统自适应动态面控制方法
CN113960384B (zh) * 2021-09-16 2024-04-19 佛山市顺德区美的电子科技有限公司 一种缺相检测方法、装置、存储介质及家用设备
CN117948233A (zh) * 2024-03-27 2024-04-30 昆明理工大学 一种高原山地风电机组参与电网调频的桨叶载荷确定方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103150473A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 风脉（武汉）可再生能源技术有限责任公司 一种风电机组发电效率实时监控诊断方法及装置
CN103401273A (zh) * 2013-08-01 2013-11-20 宁夏回族自治区电力设计院 风电场变桨距型风机功率优化分配方法
CN105756854A (zh) * 2016-03-03 2016-07-13 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的变桨控制方法、装置及系统
CN106121914A (zh) * 2016-08-26 2016-11-16 三重型能源装备有限公司 极端状态下风机的停机方法和系统
WO2019127975A1 (zh) * 2017-12-28 2019-07-04 新疆金风科技股份有限公司 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4339666A (en) * 1980-12-24 1982-07-13 United Technologies Corporation Blade pitch angle control for a wind turbine generator
WO2001033075A1 (en) * 1999-11-03 2001-05-10 Vestas Wind Systems A/S Method of controlling the operation of a wind turbine and wind turbine for use in said method
US7186083B2 (en) 2002-06-06 2007-03-06 Elliott Bayly Wind energy conversion device
US7121795B2 (en) 2004-06-30 2006-10-17 General Electric Company Method and apparatus for reducing rotor blade deflections, loads, and/or peak rotational speed
US7351033B2 (en) * 2005-09-09 2008-04-01 Mcnerney Gerald Wind turbine load control method
WO2007123552A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Midwest Research Institute Adaptive pitch control for variable speed wind turbines
US7560823B2 (en) * 2006-06-30 2009-07-14 General Electric Company Wind energy system and method of operation thereof
CN101680426B (zh) * 2007-04-30 2013-08-14 维斯塔斯风力系统有限公司 风力涡轮机的工作方法、风力涡轮机以及风力涡轮机组
US8380357B2 (en) * 2009-03-23 2013-02-19 Acciona Windpower, S.A. Wind turbine control
DK2386751T3 (en) 2010-05-12 2016-11-28 Siemens Ag Windmill
DK177434B1 (en) * 2010-06-18 2013-05-21 Vestas Wind Sys As Method for controlling a wind turbine
CN102168650B (zh) 2011-05-26 2012-12-19 连云港杰瑞电子有限公司 基于主控的兆瓦级风力机统一和独立变桨混合控制方法
CN103410660B (zh) * 2013-05-14 2016-08-03 湖南工业大学 基于支持向量机的风力发电变桨距自学习控制方法
DK2915998T3 (en) 2014-03-05 2018-06-14 Nordex Energy Gmbh Process for operating a wind power plant
CN105649876B (zh) 2015-12-31 2018-10-19 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的控制方法和装置
US10273940B2 (en) * 2016-05-12 2019-04-30 General Electric Company System and method for detecting pitch bearing damage in a wind turbine
US10605228B2 (en) * 2018-08-20 2020-03-31 General Electric Company Method for controlling operation of a wind turbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103150473A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 风脉（武汉）可再生能源技术有限责任公司 一种风电机组发电效率实时监控诊断方法及装置
CN103401273A (zh) * 2013-08-01 2013-11-20 宁夏回族自治区电力设计院 风电场变桨距型风机功率优化分配方法
CN105756854A (zh) * 2016-03-03 2016-07-13 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的变桨控制方法、装置及系统
CN106121914A (zh) * 2016-08-26 2016-11-16 三重型能源装备有限公司 极端状态下风机的停机方法和系统
WO2019127975A1 (zh) * 2017-12-28 2019-07-04 新疆金风科技股份有限公司 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
ES2885248T3 (es) 2021-12-13
EP3524810A1 (en) 2019-08-14
EP3524810B1 (en) 2021-05-26
AU2018241181B2 (en) 2019-10-03
CN109973301A (zh) 2019-07-05
US11208984B2 (en) 2021-12-28
EP3524810A4 (en) 2019-08-14
WO2019127975A1 (zh) 2019-07-04
AU2018241181A1 (en) 2019-07-18
US20210199087A1 (en) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109973301B (zh) 在极端湍流风况下控制风力发电机组变桨的方法和装置
CN107864071B (zh) 一种面向主动安全的数据动态采集方法、装置及系统
EP3249769B1 (en) System and method for controlling power production from a wind farm
CN109488528B (zh) 一种风机偏航系统的调整方法及装置
US20210232106A1 (en) Method and apparatus for adjusting process control prediction model and process controller
CN110942483B (zh) 函数快速收敛模型构建方法、装置和终端
CN110752608B (zh) 水电机组调速系统pid参数切换方法、装置及存储介质
WO2022048228A1 (zh) 风电机组的载荷控制方法和装置
CN110875599A (zh) 一种电网频率振荡的控制方法及系统
CN111126631A (zh) 网络健康判定方法及装置
CN111062897B (zh) 图像均衡方法、终端及存储介质
CN114547917A (zh) 仿真预测方法、装置、设备及存储介质
CN103578274B (zh) 一种交通流预测方法及装置
CN108599976B (zh) 网络质量评估模型构建方法、装置及计算机设备
CN113504511B (zh) 雷达信号处理调整方法、装置、电子设备及存储介质
CN108765140A (zh) 批量业务异常监控方法以及第一电子设备
US12071934B2 (en) Method for determining performance parameters in real time
CN110519389B (zh) 工程设备的参数调整方法、装置、工程设备及存储介质
CN109526701B (zh) 滴灌控制方法及装置
US20170122843A1 (en) Stable manufacturing efficiency generating method and system and non-transitory computer readable storage medium
CN110863945A (zh) 一种叶片控制系统、方法、装置及可读存储介质
CN111741332A (zh) 粒子群旋转视频制作方法及介质
JP2000032667A (ja) 電力系統の脱調予測方式
CN110826904A (zh) 风机的数据处理方法、装置、处理设备及可读存储介质
CN111866924A (zh) 性能指标监控方法、装置、计算设备及计算机存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region

Patentee after: Jinfeng Technology Co.,Ltd.

Address before: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region

Patentee before: XINJIANG GOLDWIND SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder