CN111322200B - 风力发电机组的控制方法及控制装置 - Google Patents

风力发电机组的控制方法及控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种风力发电机组的控制方法及控制装置。该控制方法包括：获取风力发电机组运行时的实际功率；基于实际功率来确定风力发电机组是否处于最优运行状态；及在确定风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整风力发电机组的最优模态增益，以使风力发电机组运行在最优运行状态。本发明实施例的风力发电机组的控制方法及控制装置能够不依靠人工操作，通过自动调整最优模态增益来调整风力发电机组的运行状态，提高发电量。

Description

风力发电机组的控制方法及控制装置
技术领域
本发明实施例涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的控制方法及控制装置。
背景技术
风力发电机组的最优模态增益kopt如下式所示：
Figure BDA0002438949100000011
其中，ρ为空气密度，R为风轮半径，Cpmax为最佳风能利用系数，G为齿轮箱速比，λopt为最佳叶尖速比。
在现有的风力发电机组的控制策略中，风力发电机组的最优模态增益kopt由仿真计算确定，在现场调试后写入控制参数表。控制参数一旦写入PLC(可编程逻辑控制器)后即为固定值，在风力发电机组运行过程中保持不变。如果需要修改控制参数，只能人工修改。
然而，使用固定的控制参数，在风力发电机组运行过程中保持不变会存在以下问题：风力发电机组的某些控制参数与风力发电机组所处环境有关，例如最优模态增益kopt，这一参数会同时受到温度、气压等参数的影响，实时变化。使用固定参数，将无法跟踪风力发电机组最优的转速-转矩曲线，从而，无法最大化发电量。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种风力发电机组的控制方法及风力发电机组的控制装置，能够使风力发电机组运行在最优运行状态下，提升发电量。
本发明实施例的一个方面提供一种风力发电机组的控制方法。所述控制方法包括：获取风力发电机组运行时的实际功率；基于所述实际功率来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态；及在确定所述风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整所述风力发电机组的最优模态增益，以使所述风力发电机组运行在最优运行状态。
进一步地，基于所述实际功率来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态包括：将所述风力发电机组当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的所述风力发电机组的预定功率阈值进行比较以得到第一比较结果；及基于所述第一比较结果来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态。
进一步地，若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率小于当前时段实际风速下对应的所述预定功率阈值时，则确定所述风力发电机组未处于最优运行状态。
进一步地，调整风力发电机组的最优模态增益包括：增加最优模态增益的步骤：将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长。
进一步地，在增加最优模态增益的步骤之前，所述控制方法还包括：确定所述当前时段的最优模态增益是否小于最优模态增益上限与所述预定变化步长之差，其中，在所述当前时段的最优模态增益小于所述最优模态增益上限与所述预定变化步长之差时执行所述增加最优模态增益的步骤。
进一步地，所述控制方法还包括：控制所述风力发电机组以增加后的最优模态增益运行；若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化。
进一步地，所述的控制方法还包括：控制所述风力发电机组以增加后的最优模态增益运行；若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较以得到第二比较结果；基于所述第二比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益。
进一步地，基于所述第二比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益包括：若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则继续执行所述增加最优模态增益的步骤；及若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值仍低于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则执行减少最优模态增益的步骤：将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益减少所述预定变化步长。
进一步地，在减少最优模态增益的步骤之前，所述控制方法还包括：确定所述当前时段的最优模态增益是否大于最优模态增益下限与所述预定变化步长之和，其中，在所述当前时段的最优模态增益大于所述最优模态增益下限与所述预定变化步长之和时执行所述减少最优模态增益的步骤。
进一步地，所述控制方法还包括：控制所述风力发电机组以减少后的最优模态增益运行；若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化。
进一步地，所述控制方法还包括：控制所述风力发电机组以减少后的最优模态增益运行；若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较以得到第三比较结果；基于所述第三比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益。
进一步地，基于所述第三比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益包括：若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则继续执行所述减少最优模态增益的步骤。
进一步地，所述控制方法还包括：获取实际风速；及基于风速与所述风力发电机组的功率阈值的查找表来得到所述实际风速对应的所述预定功率阈值。
进一步地，所述控制方法还包括：通过预先仿真计算或分析所述风力发电机组运行的历史数据，获得所述风力发电机组在不同风速下的功率；及根据风速与对应的功率制定所述风速-功率阈值的查找表。
本发明实施例的另一个方面还提供一种风力发电机组的控制装置，其包括功率获取装置及控制器。所述功率获取装置用于获取风力发电机组运行时的实际功率。所述控制器被配置为：基于所述实际功率来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态，并且，在确定所述风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整所述风力发电机组的最优模态增益，以使所述风力发电机组运行在最优运行状态。
进一步地，所述控制器被配置为：将所述风力发电机组当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的所述风力发电机组的预定功率阈值进行比较；及若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率小于当前时段实际风速下对应的所述预定功率阈值时，则确定所述风力发电机组未处于最优运行状态。
进一步地，所述控制器被配置为：将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长。
进一步地，所述控制器还被配置为：控制所述风力发电机组以增加后的最优模态增益运行；若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化；若在运行所述预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较并基于比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益。
进一步地，所述控制器还被配置为：若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则继续将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长，直到达到最优模态增益上限；若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值仍低于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益减少所述预定变化步长。
进一步地，所述控制器还被配置为：控制所述风力发电机组以减少后的最优模态增益运行；若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化；若在运行所述预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较,并且，在所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值时，继续将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益减少所述预定变化步长，直到达到最优模态增益下限。
进一步地，所述控制装置还包括用于获取实际风速的风速获取装置，所述控制器里保存有风速与所述风力发电机组的功率阈值的查找表，所述控制器被配置为：基于所述风速与功率阈值的查找表来得到所述实际风速对应的所述预定功率阈值。
本发明实施例的风力发电机组的控制方法及风力发电机组的控制装置能够不依靠人工操作，通过自动调整最优模态增益来调整风力发电机组的运行状态，提高发电量。
而且，本发明实施例的风力发电机组的控制方法及风力发电机组的控制装置不需要新增额外的传感器，不会增加产品成本。
附图说明
图1为本发明一个实施例的风力发电机组的控制方法的流程图；
图2为图1所示的风力发电机组的控制方法的一个具体控制流程；
图3为本发明一个实施例的风力发电机组的控制装置的示意性框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本发明相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
图1为本发明一个实施例的风力发电机组的控制方法的流程图。如图1所示，本发明一个实施例的风力发电机组的控制方法包括步骤S11至步骤S13。
在步骤S11中，获取风力发电机组运行时的实际功率。
在步骤S12中，基于实际功率来确定风力发电机组是否处于最优运行状态。在确定风力发电机组未处于最优运行状态时，则过程前进到步骤S13。
在步骤S13中，在确定风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整风力发电机组的最优模态增益，以使风力发电机组运行在最优运行状态。
本发明实施例的风力发电机组的控制方法能够及时跟随外部环境参数变化来自动调整最优模态增益，使风力发电机组尽量运行在最优运行状态下，提升发电量。
在一些实施例中，步骤S12的基于实际功率来确定风力发电机组是否处于最优运行状态可以包括：将获取的风力发电机组的实际功率与对应风速下该风力发电机组的预定功率阈值进行比较以得到第一比较结果；及基于第一比较结果来确定风力发电机组是否处于最优运行状态。
在对风力发电机组进行控制之前，可以根据不同的风力发电机组设置相应的功率阈值。本发明实施例可以预先制定风速与风力发电机组的功率阈值的查找表，该功率阈值为风速的函数。可以通过预先仿真计算或分析风力发电机组运行的历史数据，获得风力发电机组在不同风速下的功率，然后，可以根据风速与对应的功率来制定风速-功率阈值的查找表。具体地，可以选取一组风速点，通过仿真计算或分析风力发电机组运行的历史数据，可以得到某一型号风力发电机组在这一组风速下的理论功率，可以根据该理论功率来设定对应的功率阈值，例如设定的该功率阈值小于该理论功率，例如设定功率阈值为该理论功率的90％。例如，表一为本发明一个实施例的风速-功率阈值的查找表。
表一
Figure BDA0002438949100000081
在实际应用中，该功率阈值以风速-功率阈值的查找表的形式写入控制参数，控制器可以根据测得的实际风速通过该风速-功率阈值的查找表查表和插值来得到对应的功率阈值。由于风速-功率阈值的查找表给出的是一系列离散的对应风速点，所以，对于查找表中给出的特定风速点可以直接查表获得。例如，5m/s的风速对应一个功率阈值347.53KW，6m/s的风速对应一个功率阈值660.34KW。然而，实际应用中风速是连续变化的，对于不在查找表中给出的特定风速点的功率阈值则可以通过插值获得。例如，当风速为5.5m/s时，不能通过直接查表获得，在这种情况下，可以根据表一的风速-功率阈值的查找表中给出的5m/s的风速对应的功率阈值和6m/s的风速对应的功率阈值进行插值，从而可以计算得到5.5m/s风速下的功率阈值。
因此，本发明实施例的风力发电机组的控制方法还可以包括：获取实际风速；及基于风速与风力发电机组的功率阈值的查找表来得到实际风速对应的预定功率阈值。
图2揭示了本发明实施例的风力发电机组的控制方法的一个具体控制流程。以下将结合图2详细描述本发明实施例的对风力发电机组的一个具体控制流程。
如图2所示，在步骤S21中，控制风力发电机组以初始的最优模态增益k0运行，风力发电机组运行预定时间T。运行预定时间T通常被设置为大于等于1s，但本发明并不以此为限。
在步骤S22中，确定在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t是否小于当前时段实际风速下对应的风力发电机组的预定功率阈值P阈t。当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t可以根据风速-功率阈值的查找表来获得。若在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t小于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t时，则确定风力发电机组未处于最优运行状态，那么，过程继续前进到步骤S23。若否，则过程结束。
在步骤S23中，此时，调整风力发电机组的最优模态增益kt，执行增加最优模态增益kt的步骤：将风力发电机组当前时段的最优模态增益kt增加预定变化步长Δk。例如，预定变化步长Δk一般可以设置为初始的最优模态增益k0的0.5～1％。
在一些实施例中，在增加最优模态增益kt的步骤S23之前，本发明实施例的风力发电机组的控制方法还可以包括步骤S24。在步骤S24中，确定当前时段的最优模态增益kt是否小于最优模态增益上限Kmax与预定变化步长Δk之差。若当前时段的最优模态增益kt小于最优模态增益上限Kmax与预定变化步长Δk之差时，则进入到步骤S23中，执行增加最优模态增益kt的步骤。否则的话，过程结束。
在一些实施例中，在步骤S23之后，本发明实施例的风力发电机组的控制方法还可以继续前进到步骤S25。在步骤S25中，控制风力发电机组以增加后的最优模态增益kt+1运行，风力发电机组继续运行预定时间T。
在步骤S26中，确定在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t是否小于当前时段实际风速下对应的风力发电机组的预定功率阈值P阈t。若在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t，则保持当前时段的最优模态增益kt不再变化，过程结束。若在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t，则过程前进到步骤S27，以获得更加准确的最优模态增益kt。
在步骤S27中，将当前时段的实际功率P实t与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t的比值，P实t/P阈t，和上一时段的实际功率P实t-1与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t-1的比值，P实t-1/P阈t-1，进行比较以得到第二比较结果，基于第二比较结果来调整风力发电机组当前时段的最优模态增益kt。
例如，在一些实施例中，若当前时段的实际功率P实t与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t的比值，P实t/P阈t，高于上一时段的实际功率P实t-1与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t-1的比值，P实t-1/P阈t-1，则过程返回到步骤S23或步骤S24(若有的话)中，继续执行增加最优模态增益kt的步骤。
若当前时段的实际功率P实t与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t的比值，P实t/P阈t，低于上一时段的实际功率P实t-1与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t-1的比值，P实t-1/P阈t-1，则过程前进到步骤S28。在步骤S28中，此时，调整风力发电机组的最优模态增益kt，执行减少最优模态增益kt的步骤：将风力发电机组当前时段的最优模态增益kt减少预定变化步长Δk。
在一些实施例中，在减少最优模态增益kt的步骤之前，本发明实施例的风力发电机组的控制方法还可以包括步骤S29。在步骤S29中，确定当前时段的最优模态增益kt是否大于最优模态增益下限Kmin与预定变化步长Δk之和，以保证最优模态增益kt保持在一定范围内。在当前时段的最优模态增益kt大于最优模态增益下限Kmin与预定变化步长Δk之和时，则进入到步骤S28中，执行减少最优模态增益kt的步骤。否则的话，过程结束。
在一些实施例中，在步骤S28之后，本发明实施例的风力发电机组的控制方法还可以继续前进到步骤S30。在步骤S30中，控制风力发电机组以减少后的最优模态增益kt+1运行，风力发电机组继续运行预定时间T。
在步骤S31中，确定在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t是否小于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t。若在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t，则保持当前时段的最优模态增益kt不再变化，过程结束。若在运行预定时间T内获取的风力发电机组当前时段的实际功率P实t仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t，则过程前进到步骤S32。
在步骤S32中，将当前时段的实际功率P实t与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t的比值，P实t/P阈t，和上一时段的实际功率P实t-1与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t-1的比值，P实t-1/P阈t-1，进行比较以得到第三比较结果，基于第三比较结果来调整风力发电机组当前时段的最优模态增益kt。
例如，在一些实施例中，若当前时段的实际功率P实t与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t的比值，P实t/P阈t，高于上一时段的实际功率P实t-1与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值P阈t-1的比值，P实t-1/P阈t-1，则过程返回到步骤S28或步骤S29(若有的话)中，继续执行减少最优模态增益kt的步骤。否则的话，过程结束。
上述的最优模态增益上限Kmax和最优模态增益下限Kmin可以经验确定，一般可以设置为在初始的最优模态增益的k0上下浮动10％。
需要注意的是，由于本发明实施例的风力发电机组的控制方法是一个动态控制的过程，因此，在图2中所示出的步骤S22、步骤S26、步骤S27、步骤S31和步骤S32中所提到的P实t、P阈t、P实t-1、P阈t-1并不一定是相同的，同样地，步骤S23、步骤S24、步骤S28和步骤S29中所提到的kt或kt+1也并不一定是相同的。在本说明书中所提到的P实t和P实t-1仅仅分别用来表示风力发电机组当前时段的实际功率和上一时段的实际功率，P阈t和P阈t-1仅仅分别用来表示当前时段实际风速下对应的风力发电机组的预定功率阈值和上一时段实际风速下对应的风力发电机组的预定功率阈值，kt和kt+1仅仅分别用来表示当前时段的最优模态增益和下一时段的最优模态增益。
本发明实施例的风力发电机组的控制方法能够不依靠人工操作，通过自动调整最优模态增益来调整风力发电机组的运行状态，提高发电量。
而且，本发明实施例的风力发电机组的控制方法不需要新增额外的传感器，不会增加产品成本。
本发明实施例还提供了一种风力发电机组的控制装置。图3揭示了本发明一个实施例的风力发电机组的控制装置1的示意性框图。如图3所示，本发明一个实施例的力发电机组的控制装置1包括功率获取装置11及控制器12。功率获取装置11可以获取风力发电机组运行时的实际功率。控制器12可以基于实际功率来确定风力发电机组是否处于最优运行状态，并且，在确定风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整风力发电机组的最优模态增益，以使风力发电机组运行在最优运行状态。
在一些实施例中，控制器12可以将风力发电机组当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的风力发电机组的预定功率阈值进行比较。若在运行预定时间内获取的风力发电机组当前时段的实际功率小于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值时，则控制器12可以确定风力发电机组未处于最优运行状态。
在一些实施例中，控制器12里预先保存有风速与风力发电机组的功率阈值的查找表120。本发明实施例的风力发电机组的控制装置1还包括用于获取实际风速的风速获取装置13，控制器12可以基于风速与功率阈值的查找表120来得到实际风速下对应的预定功率阈值。
在一些实施例中，控制器12可以将风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长。
在一些实施例中，控制器12还可以控制风力发电机组以增加后的最优模态增益运行。若在运行预定时间内获取的风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则控制器12可以保持当前时段的最优模态增益不再变化。若在运行预定时间内获取的风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则控制器12可以将当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较并基于比较结果来调整风力发电机组当前时段的最优模态增益。
若当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则控制器12可以继续将风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长，直到达到最优模态增益上限。若当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值仍低于上一时段的实际功率与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则控制器12可以将风力发电机组当前时段的最优模态增益减少预定变化步长。
在一些实施例中，控制器12还可以控制风力发电机组以减少后的最优模态增益运行。若在运行预定时间内获取的风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则控制器12可以保持当前时段的最优模态增益不再变化。若在运行预定时间内获取的风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则控制器12可以将当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较,并且，在当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值时，可以继续将风力发电机组当前时段的最优模态增益减少预定变化步长，直到达到最优模态增益下限。
本发明实施例通过在控制器12中增加对最优模态增益的调整逻辑，根据风速-功率阈值的查找表120中给出的功率阈值，判断风力发电机组的运行状态。如果未运行在最优运行状态下时，则按预定变化步长对最优模态增益进行自适应调整，从而使得风力发电机组尽可能地始终运行在最优运行状态。
本发明实施例的风力发电机组的控制装置1能够不依靠人工操作，通过自动调整最优模态增益来调整风力发电机组的运行状态，提高发电量。
而且，本发明实施例的风力发电机组的控制装置1不需要新增额外的传感器，不会增加产品成本。
以上对本发明实施例所提供的风力发电机组的控制方法和风力发电机组的控制装置进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明实施例的风力发电机组的控制方法和风力发电机组的控制装置进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本发明所附权利要求书的保护范围内。

Claims (17)

1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：
获取风力发电机组运行时的实际功率；
基于所述实际功率来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态；及
在确定所述风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整所述风力发电机组的最优模态增益，以使所述风力发电机组运行在最优运行状态，其中，调整风力发电机组的最优模态增益包括：
增加最优模态增益的步骤：将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长，
所述控制方法还包括：
控制所述风力发电机组以增加后的最优模态增益运行；
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较以得到第二比较结果；
基于所述第二比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：基于所述实际功率来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态包括：
将所述风力发电机组当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的所述风力发电机组的预定功率阈值进行比较以得到第一比较结果；及
基于所述第一比较结果来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率小于当前时段实际风速下对应的所述预定功率阈值时，则确定所述风力发电机组未处于最优运行状态。
4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在增加最优模态增益的步骤之前，所述控制方法还包括：
确定所述当前时段的最优模态增益是否小于最优模态增益上限与所述预定变化步长之差，
其中，在所述当前时段的最优模态增益小于所述最优模态增益上限与所述预定变化步长之差时执行所述增加最优模态增益的步骤。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：还包括：
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：基于所述第二比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益包括：
若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则继续执行所述增加最优模态增益的步骤；及
若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值仍低于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则执行减少最优模态增益的步骤：将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益减少所述预定变化步长。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：在减少最优模态增益的步骤之前，所述控制方法还包括：
确定所述当前时段的最优模态增益是否大于最优模态增益下限与所述预定变化步长之和，
其中，在所述当前时段的最优模态增益大于所述最优模态增益下限与所述预定变化步长之和时执行所述减少最优模态增益的步骤。
8.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：还包括：
控制所述风力发电机组以减少后的最优模态增益运行；
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化。
9.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：还包括：
控制所述风力发电机组以减少后的最优模态增益运行；
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较以得到第三比较结果；
基于所述第三比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于：基于所述第三比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益包括：
若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则继续执行所述减少最优模态增益的步骤。
11.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：还包括：
获取实际风速；及
基于风速与所述风力发电机组的功率阈值的查找表来得到所述实际风速对应的所述预定功率阈值。
12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于：还包括：
通过预先仿真计算或分析所述风力发电机组运行的历史数据，获得所述风力发电机组在不同风速下的功率；及
根据风速与对应的功率制定所述查找表。
13.一种风力发电机组的控制装置，其特征在于：其包括：
功率获取装置，其用于获取风力发电机组运行时的实际功率；
控制器，其被配置为：基于所述实际功率来确定所述风力发电机组是否处于最优运行状态，并且，在确定所述风力发电机组未处于最优运行状态时，自动调整所述风力发电机组的最优模态增益，以使所述风力发电机组运行在最优运行状态，其中，所述控制器被配置为：将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长，
所述控制器还被配置为：
控制所述风力发电机组以增加后的最优模态增益运行；
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化；
若在运行所述预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较并基于比较结果来调整所述风力发电机组当前时段的最优模态增益。
14.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于：所述控制器被配置为：
将所述风力发电机组当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的所述风力发电机组的预定功率阈值进行比较；及
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率小于当前时段实际风速下对应的所述预定功率阈值时，则确定所述风力发电机组未处于最优运行状态。
15.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于：所述控制器还被配置为：
若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则继续将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益增加预定变化步长，直到达到最优模态增益上限；
若所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值仍低于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值，则将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益减少所述预定变化步长。
16.如权利要求15所述的控制装置，其特征在于：所述控制器还被配置为：
控制所述风力发电机组以减少后的最优模态增益运行；
若在运行预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率高于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则保持当前时段的最优模态增益不再变化；
若在运行所述预定时间内获取的所述风力发电机组当前时段的实际功率仍低于当前时段实际风速下对应的预定功率阈值，则将所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值和上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值进行比较,并且，在所述当前时段的实际功率与当前时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值高于上一时段的实际功率与所述上一时段实际风速下对应的预定功率阈值的比值时，继续将所述风力发电机组当前时段的最优模态增益减少所述预定变化步长，直到达到最优模态增益下限。
17.如权利要求14所述的控制装置，其特征在于：所述控制装置还包括用于获取实际风速的风速获取装置，所述控制器里保存有风速与所述风力发电机组的功率阈值的查找表，所述控制器被配置为：基于所述查找表来得到所述实际风速下对应的所述预定功率阈值。
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