CN110985291B - 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110985291B
CN110985291B CN201911283793.1A CN201911283793A CN110985291B CN 110985291 B CN110985291 B CN 110985291B CN 201911283793 A CN201911283793 A CN 201911283793A CN 110985291 B CN110985291 B CN 110985291B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yaw
current
wind
power
angle
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
CN201911283793.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110985291A (zh
Inventor
王世均
宫伟
肖长远
罗元宏
刘亚林
梁润东
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.)
CSIC Haizhuang Windpower Co Ltd
Original Assignee
CSIC Haizhuang Windpower 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 CSIC Haizhuang Windpower Co Ltd filed Critical CSIC Haizhuang Windpower Co Ltd
Priority to CN201911283793.1A priority Critical patent/CN110985291B/zh
Publication of CN110985291A publication Critical patent/CN110985291A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110985291B publication Critical patent/CN110985291B/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 
    • 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
    • F05B2270/329—Azimuth or yaw angle
    • 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
    • F05B2270/335—Output power or torque
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组的偏航对风控制方法，包括根据风机的当前损失功率和当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，当前损失功率和当前损失功率增量与偏航启动角度阈值以及偏航停止角度阈值负相关；判断当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到风机的偏航角度小于偏航停止角度阈值。本申请中在对风力发电机组中的机舱进行偏航对风调节时，采用动态的启动偏航阈值和停止偏航阈值，从而实现了对风机低风速降低偏航调节频率而高风速高精度的进行偏航调节的效果。本申请中还提供了一种风力发电机组的偏航对风控制装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电机组的偏航对风控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
风力是一种绿色无污染的能源，风机发电是利用风触动风机叶片旋转产生的动能进行发电。基于风机发电的原理可知，当风向和风机叶片旋转轴平行时，风机叶片旋转的越快产生的动能越大，相应地，产生的电能也就越多。但是在实际应用中，风向往往是复杂多变的，为了尽可能的增大风机发电的发电效率，就需要跟随风向改变风机的机舱方向，进而减小风机的偏航角。
风力发电机组中主要通过偏航系统转动整个机舱调节对风方向，进而实现对风操作，其系统惯性相对较大，而风向是一个随机变化的变量，因此，该偏航系统在实际调节中会存在一定的偏航误差。如何实现精准对风是风电机组偏航控制的一个难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种风力发电机组的偏航对风控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，降低风速时风机偏航动作频率，高风速时偏航动作精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机组的偏航对风控制方法，包括：
实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；
根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量；
根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，所述当前损失功率和所述当前损失功率增量与所述偏航启动角度阈值以及所述偏航停止角度阈值负相关；
判断所述当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到所述风机的偏航角度小于所述偏航停止角度阈值。
可选地，所述根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量包括：
根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，基于公式：ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)，确定当前损失功率ΔPn，以及当前损失功率增量ΔPn-ΔPn-1；其中，Pn为当前发电功率，n为当前进行偏航对风控制的次数；Δθn为当前偏航角度。
可选地，所述根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值包括：
根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定所述偏航启动角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000021
所述偏航停止角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000022
其中，θ0为角度初值，Kp1为启动比例增益，Kp2为停止比例增益，Ki1为启动积分增益，Ki2为停止积分增益，P0为所述风机发电的额定功率。
可选地，获得所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益的过程包括：
采集所述风机所在环境中的风场数据；
采用数字仿真技术结合所述风场数据，模拟对风机进行偏航动作的过程，以确定所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益。
本申请还提供了一种风力发电机组的偏航对风控制装置，包括：
数据采集模块，用于实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；
第一运算模块，用于根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量；
第二运算模块，用于根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，所述当前损失功率和所述当前损失功率增量与所述偏航启动角度阈值以及所述偏航停止角度阈值负相关；
偏航动作模块，用于判断所述当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到所述风机的偏航角度小于所述偏航停止角度阈值。
可选的，所述第一运算模块具体用于根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，基于公式：ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)，确定当前损失功率ΔPn，以及当前损失功率增量ΔPn-ΔPn-1；其中，Pn为当前发电功率，n为当前进行偏航对风控制的次数；Δθn为当前偏航角度。
可选地，所述第二运算模块具体用于根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定所述偏航启动角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000031
所述偏航停止角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000032
其中，θ0为角度初值，Kp1为启动比例增益，Kp2为停止比例增益，Ki1为启动积分增益，Ki2为停止积分增益，P0为所述风机发电的额定功率。
可选的，还包括：
第三运算模块，用于采集所述风机所在环境中的风场数据；采用数字仿真技术结合所述风场数据，模拟对风机进行偏航动作的过程，以确定所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益。
本申请还提供了一种风力发电机组的偏航对风控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述风力发电机组的偏航对风控制方法的步骤。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述风力发电机组的偏航对风控制方法的步骤。
本发明所提供的风力发电机组的偏航对风控制方法，包括实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；根据当前偏航角度和当前发电功率，确定风机的当前损失功率和当前损失功率增量；根据当前损失功率和当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，当前损失功率和当前损失功率增量与偏航启动角度阈值以及偏航停止角度阈值负相关；判断当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到风机的偏航角度小于偏航停止角度阈值。
本申请中在对风力发电机组中的机舱进行偏航对风调节时，采用动态的启动偏航阈值和停止偏航阈值，且两个阈值均为与发电损失功率呈负相关的参数值。在实际发电过程中若风速较低，风速方向往往更为多变，相应地，发电损失功率也相对较小，发电损失功率增量也相对较小，也就是说此时启动偏航阈值和停止偏航阈值相对较大，也就减小了风机在低风速段对风机偏航调节的频率，反之，在高风速中发电损失功率和发电损失功率增量相对较大，进而采用相对较小的启动偏航阈值和停止偏航阈值，从而实现了对风机低风速降低偏航调节频率而高风速高精度的进行偏航调节的效果，提高偏航系统对风机偏航调节的有效性和精准性，进而提高风力发电的发电功率。
本申请中还提供了一种风力发电机组的偏航对风控制装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的风力发电机组的偏航对风控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的风力发电机组的偏航对风控制装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，图1为本申请实施例提供的风力发电机组的偏航对风控制方法的流程示意图。该控制方法可以包括：
步骤S11：实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率。
需要说明的是，当前偏航角度是指风机的风机叶片的旋转轴所在的直线(也可以是说机舱所在的直线)，与风向之间的夹角。具体地可以通过固定在机舱上的风向传感器测得。
理想状态下，风向和旋转轴之间平行，可使得风机产生的电能最大。但在实际应用中，风速方向是实时变化不定的，因此也就难以保证风向和旋转轴之间平行。但是为了尽可能的减小风向和旋转轴之间的夹角，就需要对风力发电机组进行偏航对风的控制调节，使得风机机舱所在直线跟随风速方向变化，进而在最大程度上提高风机的发电能力。
对于风机的当前发电功率可以通过当前风机输出的电压值和电流值计算获得。
步骤S12：根据当前偏航角度和当前发电功率，确定风机的当前损失功率和当前损失功率增量。
在风力发电中，风机的损失功率大小和风机的当前偏航角度以及当前发电功率相关。而当前发电功率主要和风速大小相关。当前发电功率一定，且当前偏航角度越大时，风机的当前损失功率越大。
当前损失功率是指当前时刻风机发电功率的损失量，该当前损失功率量和当前发电功率以及当前偏航角度成正比。
当前损失功率增量是指，本次进行偏航对风控制调节时的当前损失功率，相对于上一次对风机进行偏航对风控制时的风机的当前损失功率的增量。
可选地，对于当前损失功率可以采用公式：ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)运算获得。其中ΔPn为当前损失功率，Pn为当前发电功率，n为当前进行偏航对风控制的次数；Δθn为当前偏航角度。
而当前损失功率增量为ΔPn-ΔPn-1，其中，n当前进行偏航对风控制的次数，n为不小于2的正整数。
步骤S13：根据当前损失功率和当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值。
其中，当前损失功率和当前损失功率增量与偏航启动角度阈值以及偏航停止角度阈值负相关。
步骤S14：判断当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则进入步骤S15，若否，则进入步骤S11。
步骤S15：控制启动偏航动作，直到风机的偏航角度小于偏航停止角度阈值。
目前现有技术中对风力发电机组中的偏航对风控制方式主要是设定一个偏航角度阈值，若是风机当前偏航角度大于偏航角度阈值，则对风机进行偏航对风控制调节。但是基于风场实际变化规律可知，当风机风速较低时，风机的当前发电功率较小，而相应地，风机的当前发电功率的变化量相对也较少；而在低速风场环境下，风向变化普遍较为频繁，也就导致风机需要频繁进行偏航对风控制调节，降低风机的使用寿命。而在高速风场环境下，风向变化相对较为缓慢，但是一旦偏转角度稍大就会造成产生较大的发电损失功率，因此难以满足高风速风场中对偏航对风调节的精度高的要求。由此可见，现有技术中仅仅设置固定的偏航角度阈值作为判断是否需要进行偏航调节的依据，无法同时那么足低风速下偏航次数减少而高风速下偏航精度高的要求。
为此，本申请中将偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值设置成随当前损失功率变化的阈值。因为低风速环境下当前损失功率相对较小，相应的，当前损失功率增量也相对较小。因当前损失功率和当前损失功率增量均与偏航启动角度阈值成负相关，那么低风场环境下该偏航启动角度阈值就相对较大；同理，当前损失功率和当前损失功率增量也均与偏航停止角度阈值呈负相关，偏航停止角度阈值也相对较大。在对风机进行偏航对风控制调节时，就能够在一定程度上降低低风速风场环境下的调节频率。
反之，在高风速环境下当前损失功率相对较大，且当前损失功率增量也相对较大。由此可以确定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值也相对较小，进而提高高速风场环境下高精度的进行偏航对风调节的精度。
本申请中对风机进行偏航对风调节时，偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值均设定为随当前损失功率以及当前损失功率增量呈负相关变化的变化阈值，在很大程度上提高了针对不同风速风场下，对偏航调节的灵活性，保证低风速下降低偏航调节的频率的同时，提高高风速下偏航调节的精度，进而提高风机的使用寿命和发电能力。
基于上述任意实施例，在本申请的另一具体实施例中，根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值还可以进一步地包括：
根据当前损失功率和当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000071
偏航停止角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000072
其中，θ0为角度初值，Kp1为启动比例增益，Kp2为停止比例增益，Ki1为启动积分增益，Ki2为停止积分增益，P0为风机发电的额定功率；θ0、Kp1、Kp2、Ki1、Ki2、P0均为常数。
基于上述公式，结合ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)，可以进一步的推导出：
Figure BDA0002317465370000081
由此，在实际运算中只要获得风机的当前偏航角度以及当前发电功率值，即可获得该偏航启动角度阈值。同理也可以获得偏航停止角度阈值。
可选地，在本申请的另一具体实施例中，获得角度初值θ0、启动比例增益Kp1、停止比例增益Kp2、启动积分增益Ki1、停止积分增益Ki2的过程包括：
采集风机所在环境中的风场数据；
采用数字仿真技术结合风场数据，模拟对风机进行偏航动作的过程，以确定角度初值、启动比例增益、停止比例增益、启动积分增益、停止积分增益。
具体地，可通过采集的风场数据，利用数字仿真技术仿真真实风场中的风场变化环境，并根据经验设定一组角度初值θ0、启动比例增益Kp1、停止比例增益Kp2、启动积分增益Ki1、停止积分增益Ki2参数值，并将该组参数值代入下述公式：
Figure BDA0002317465370000082
以及相应的偏航停止角度阈值的公式。
基于偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值公式，模拟风机在风场变化环境中的偏航对风调整动作，并根据低风速环境下进行偏航调节的次数以及高风速环境下的对风精度对角度初值θ0、启动比例增益Kp1、停止比例增益Kp2、启动积分增益Ki1、停止积分增益Ki2等参数进行反复验证调整，最终获得较为合适的参数。
对于风机发电的额定功率P0是和风机相关的常数，在此不再论述。
下面对本发明实施例提供的风力发电机组的偏航对风控制装置进行介绍，下文描述的风力发电机组的偏航对风控制装置与上文描述的风力发电机组的偏航对风控制方法可相互对应参照。
图2为本发明实施例提供的风力发电机组的偏航对风控制装置的结构框图，参照图2中风力发电机组的偏航对风控制装置可以包括：
数据采集模块100，用于实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；
第一运算模块200，用于根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量；
第二运算模块300，用于根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，所述当前损失功率和所述当前损失功率增量与所述偏航启动角度阈值以及所述偏航停止角度阈值负相关；
偏航动作模块400，用于判断所述当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到所述风机的偏航角度小于所述偏航停止角度阈值
可选地，在本申请的另一具体实施例中，第一运算模块200具体用于根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，基于公式：ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)，确定当前损失功率ΔPn，以及当前损失功率增量ΔPn-ΔPn-1；其中，所述Pn为当前发电功率，n当前进行偏航对风控制的次数；Δθn为当前偏航角度。
可选地，在本申请的另一具体实施例中，所述第二运算模块300具体用于根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定所述偏航启动角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000091
所述偏航停止角度阈值为：
Figure BDA0002317465370000092
其中，θ0为角度初值，Kp1为启动比例增益，Kp2为停止比例增益，Ki1为启动积分增益，Ki2为停止积分增益，P0为所述风机发电的额定功率。
可选地，在本申请的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：
第三运算模块，用于采集所述风机所在环境中的风场数据；采用数字仿真技术结合所述风场数据，模拟对风机进行偏航动作的过程，以确定所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益。
本实施例的风力发电机组的偏航对风控制装置用于实现前述的风力发电机组的偏航对风控制方法，因此风力发电机组的偏航对风控制装置中的具体实施方式可见前文中的风力发电机组的偏航对风控制方法的实施例部分，例如，数据采集模块100，第一运算模块200，第二运算模块300，偏航动作模块400，分别用于实现上述风力发电机组的偏航对风控制方法中步骤S11至S15，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本申请还提供了一种风力发电机组的偏航对风控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如下所述风力发电机组的偏航对风控制方法的步骤：
实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；
根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量；
根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，所述当前损失功率和所述当前损失功率增量与所述偏航启动角度阈值以及所述偏航停止角度阈值负相关；
判断所述当前偏航角度是否大于偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到所述风机的偏航角度小于所述偏航停止角度阈值。
本实施例中的处理器执行存储器中的计算机程序，采用可变的偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，对风机进行偏航对风控制调节，降低低速风场中对风机调节频率进而延长风机使用寿命的基础上，提高了高速风场的偏航对风精度，进而提高风机的发电效率。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述风力发电机组的偏航对风控制方法的步骤。
本实施例中的计算机可读存储介质具体可以是随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种风力发电机组的偏航对风控制方法，其特征在于，包括：
实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；
根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量；
根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，所述当前损失功率和所述当前损失功率增量与所述偏航启动角度阈值以及所述偏航停止角度阈值负相关；
判断所述当前偏航角度是否大于所述偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到所述风机的偏航角度小于所述偏航停止角度阈值；
所述根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量包括：
根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，基于公式：ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)，确定当前损失功率ΔPn，以及当前损失功率增量ΔPn-ΔPn-1；其中，Pn为当前发电功率，n为当前进行偏航对风控制的次数；Δθn为当前偏航角度。
2.如权利要求1所述的风力发电机组的偏航对风控制方法，其特征在于，所述根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值包括：
根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定所述偏航启动角度阈值为：
Figure FDA0002965894060000011
所述偏航停止角度阈值为：
Figure FDA0002965894060000012
其中，θ0为角度初值，Kp1为启动比例增益，Kp2为停止比例增益，Ki1为启动积分增益，Ki2为停止积分增益，P0为所述风机发电的额定功率。
3.如权利要求2所述的风力发电机组的偏航对风控制方法，其特征在于，获得所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益的过程包括：
采集所述风机所在环境中的风场数据；
采用数字仿真技术结合所述风场数据，模拟对风机进行偏航动作的过程，以确定所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益。
4.一种风力发电机组的偏航对风控制装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于实时采集风机的当前偏航角度和当前发电功率；
第一运算模块，用于根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，确定所述风机的当前损失功率和当前损失功率增量；
第二运算模块，用于根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定偏航启动角度阈值和偏航停止角度阈值，其中，所述当前损失功率和所述当前损失功率增量与所述偏航启动角度阈值以及所述偏航停止角度阈值负相关；
偏航动作模块，用于判断所述当前偏航角度是否大于所述偏航启动角度阈值；若是，则控制启动偏航动作，直到所述风机的偏航角度小于所述偏航停止角度阈值；
所述第一运算模块具体用于根据所述当前偏航角度和所述当前发电功率，基于公式：ΔPn＝Pn(1-cos3Δθn)，确定当前损失功率ΔPn，以及当前损失功率增量ΔPn-ΔPn-1；其中，Pn为当前发电功率，n为当前进行偏航对风控制的次数；Δθn为当前偏航角度。
5.如权利要求4所述的风力发电机组的偏航对风控制装置，其特征在于，所述第二运算模块具体用于根据所述当前损失功率和所述当前损失功率增量，设定所述偏航启动角度阈值为：
Figure FDA0002965894060000021
所述偏航停止角度阈值为：
Figure FDA0002965894060000022
其中，θ0为角度初值，Kp1为启动比例增益，Kp2为停止比例增益，Ki1为启动积分增益，Ki2为停止积分增益，P0为所述风机发电的额定功率。
6.如权利要求5所述的风力发电机组的偏航对风控制装置，其特征在于，还包括：
第三运算模块，用于采集所述风机所在环境中的风场数据；采用数字仿真技术结合所述风场数据，模拟对风机进行偏航动作的过程，以确定所述角度初值、所述启动比例增益、所述停止比例增益、所述启动积分增益、所述停止积分增益。
7.一种风力发电机组的偏航对风控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述风力发电机组的偏航对风控制方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述风力发电机组的偏航对风控制方法的步骤。
CN201911283793.1A 2019-12-13 2019-12-13 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质 Active CN110985291B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911283793.1A CN110985291B (zh) 2019-12-13 2019-12-13 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911283793.1A CN110985291B (zh) 2019-12-13 2019-12-13 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110985291A CN110985291A (zh) 2020-04-10
CN110985291B true CN110985291B (zh) 2021-07-30

Family

ID=70093465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911283793.1A Active CN110985291B (zh) 2019-12-13 2019-12-13 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110985291B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112145358B (zh) * 2020-10-30 2021-07-23 上海电气风电集团股份有限公司 风力发电机组及其风向玫瑰图的校准方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106499581A (zh) * 2016-11-09 2017-03-15 南京理工大学 一种考虑变化湍流风况的风力机自适应转矩控制方法
CN108412690A (zh) * 2018-01-19 2018-08-17 大唐东北电力试验研究所有限公司 一种三段式高风能捕获率的风力发电机组偏航方法及系统
CN108488038A (zh) * 2018-03-27 2018-09-04 中南大学 一种风力发电机组的偏航控制方法
CN110206682A (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 北京金风科创风电设备有限公司 动态确定偏航控制精度的方法和装置
CN110318947A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的偏航控制方法、设备及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK2639448T3 (en) * 2012-03-15 2017-05-22 Siemens Ag Method and apparatus for operating a wind turbine that takes power losses into account

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106499581A (zh) * 2016-11-09 2017-03-15 南京理工大学 一种考虑变化湍流风况的风力机自适应转矩控制方法
CN108412690A (zh) * 2018-01-19 2018-08-17 大唐东北电力试验研究所有限公司 一种三段式高风能捕获率的风力发电机组偏航方法及系统
CN110206682A (zh) * 2018-02-28 2019-09-06 北京金风科创风电设备有限公司 动态确定偏航控制精度的方法和装置
CN108488038A (zh) * 2018-03-27 2018-09-04 中南大学 一种风力发电机组的偏航控制方法
CN110318947A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的偏航控制方法、设备及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110985291A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102828910B (zh) 风力发电机组的变桨控制方法、装置和风力发电机组
CN110206682B (zh) 动态确定偏航控制精度的方法和装置
CN103615356B (zh) 一种风电机组满发工况恒功率控制方法、装置及风电机组
EP2520795B1 (en) Method and computing module for determining pitch angle adjustment signals of a wind turbine based on the maximum rotational speed
CN108964032A (zh) 一种建立含风电的系统频率响应模型的方法
CN111712631B (zh) 风力涡轮机电力生产中的塔架阻尼
CN107947228B (zh) 基于Markov理论的含风电电力系统随机稳定性分析方法
CN105134487B (zh) 一种考虑湍流频率因素的风力机最大功率点跟踪控制方法
CN108488035B (zh) 永磁直驱风力发电机组失速和变桨混合控制方法
CN110985291B (zh) 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质
CN107313898B (zh) 基于Markov跳变规律的风力发电系统控制的方法
CN104795837A (zh) 一种双馈风机等效虚拟惯性时间常数计算方法
CN109139363B (zh) 一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法
CN103746628B (zh) 一种双馈感应风力发电机转子侧换流器的控制方法
CN104819098B (zh) 一种无速度传感器的风力发电最大功率跟踪方法
CN112682258B (zh) 基于Backstepping的大型风力机最大功率点跟踪控制方法
KR20130057230A (ko) 로터속도의 비선형성 파라미터를 이용한 풍력터빈의 토크제어장치 및 방법
CN109751185B (zh) 一种变速风电机组的分频控制方法及控制系统
CN114498774A (zh) 一种风电场减载调频控制方法及装置
CN105317632B (zh) 一种风电机组转动惯量的测量方法
CN111884215A (zh) 一种含不确定性的单机无穷大电力系统优化控制方法
Liu et al. Power Control Characteristic of Generic Type-3 Wind Turbine Model Based on IEC 61400-27-1 Standard
CN106356903A (zh) 一种基于风电机组和同步发电机控制频率的方法及装置
Yan et al. MIMO control of wind turbine using direct shooting method
CN109185055B (zh) 风力发电机组快速起动方法、装置及计算机可读存储介质

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