CN111980858A - 一种风力发电机组增功提效自适应控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种风力发电机组增功提效自适应控制控制方法,包括以下步骤:读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。本发明增加了风电机组的可发电时间,提高了风电机组偏航对风精度,提高了风电机组发电量。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,具体涉及一种风力发电机组增功提效自适应控制方法及控制系统。
背景技术
风力发电机组的对风精度和发电时间,与风力发电机组的发电能力息息相关。风力发电机组对风精度越高,发电时间越长,则风能吸收越多,发电量越高。
目前,由于风电机组偏航结构、测量系统复杂,导致对风精度低。
此外,在风力发电机组切出风速一定的情况下,切入风速越低,表示可发电的风速范围越大,可发电时间越长,但存在发电功率小于自耗电情况,导致电量负收益;切入风速越高,表示可发电的风速范围越小,可发电时间越短,可能存在浪费风能的情况。切入风速是指达到并网条件的风速,即可以发电的最低风速,低于此风速会自动停机;切出风速指风力发电机组并网发电的最大风速,超过此风速机组将切出电网,即风机停机,停止发电。若达到切出风速还不切出,可能会有塔架倒塌、叶轮飞车等事故的风险。目前,对于风机切入风速的计算,主要通过现场长期实验,费时费力,难以得到有效的风速结果。
针对这两种情况,亟需根据风电机组实际运行情况进行实时修正,尽量提高机组发电量。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供的一种风力发电机组增功提效自适应控制方法及控制系统,以解决现有风电机组对风精度低,以及现有风机切入风速的计算方法费时费力的技术问题。
为了实现上述目的,本发明通过如下技术方案来实现:
一种风力发电机组液压控制系统,包括以下步骤:
读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;
读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;
将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。
可选地,所述读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数,包括:
至少分析历史风速、风向、转速、功率和自耗电功率,并以发电系统功率-自耗电功率>0为原则,计算出最优切入风速。
可选地,所述读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数,包括:
至少分析历史风速、风向、转速、功率和变桨角度,计算出偏航固定偏差值、偏航启动/停止参数。
一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,包括:
启动处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;
偏航处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;
通讯单元,用于将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。
可选地,所述启动处理单元至少分析历史风速、风向、转速、功率和自耗电功率,并以发电系统功率-自耗电功率>0为原则,计算出最优切入风速。
可选地,所述偏航处理单元至少分析历史风速、风向、转速、功率和变桨角度,计算出偏航固定偏差值、偏航启动/停止参数。
可选地,还包括显示单元,用于显示所述启动控制参数和所述偏航控制参数。
可选地,还包括内置UPS电源,用于在外部供电中断时,向所述自适应控制系统的各单元供电。
由上述技术方案可知,本发明的有益效果:
一方面,本发明提供的一种风力发电机组增功提效自适应控制控制方法,包括以下步骤:读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。本发明增加了风电机组的可发电时间,提高了风电机组偏航对风精度,提高了风电机组发电量。
另一方面,本发明提供的一种风力发电机组增功提效自适应控制控制系统,包括:启动处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;偏航处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;通讯单元,用于将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。本发明增加了风电机组的可发电时间,提高了风电机组偏航对风精度,提高了风电机组发电量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为一种风力发电机组增功提效自适应控制系统关联图;
图2为的一种风力发电机组增功提效自适应控制系统总体架构图;
图3为启动处理单元的工作原理和输出结果示意图;
图4为偏航处理单元的工作原理和输出结果示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本发明提供的一种风力发电机组增功提效自适应控制方法,包括以下步骤:
读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数,具体是至少分析历史风速、风向、转速、功率和自耗电功率等历史运行数据,并以发电系统功率-自耗电功率>0为原则,计算出最优切入风速;
读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数,具体是至少分析历史风速、风向、转速、功率和变桨角度等历史运行数据,计算出偏航固定偏差值、偏航启动/停止参数;
将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制,并进行偏航自动校准。
请参阅图1-2,本发明提供的一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,包括:
启动处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;
偏航处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;
通讯单元,用于将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。
作为对上述方案的进一步改进,所述启动处理单元至少分析历史风速、风向、转速、功率和自耗电功率,并以发电系统功率-自耗电功率>0为原则,计算出最优切入风速。
作为对上述方案的进一步改进,所述偏航处理单元至少分析历史风速、风向、转速、功率和变桨角度,计算出偏航固定偏差值、偏航启动/停止参数。其计算规则为:
1)根据风向进行功率分仓,最优功率曲线的风向角度即为偏航固有偏差;
2)偏航能耗成本(耗电量、偏航寿命折损)<功率增加的收益,进行偏航;
3)偏航停止动作的响应时间,结合偏航速度反推偏航停止条件。
作为对上述方案的进一步改进,所述风力发电机组增功提效自适应控制系统还包括显示单元,用于显示所述启动控制参数和所述偏航控制参数。
作为对上述方案的进一步改进,所述风力发电机组增功提效自适应控制系统还包括内置UPS电源,用于在外部供电中断时,向所述自适应控制系统的各单元供电。
一个具体的实施例,设计一个增功提效自适应控制系统,独立于SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,即数据采集与监视控制系统)和风电机组控制系统。自适应控制系统至少包含启动处理单元和偏航处理单元,自适应控制系统自动读取SCADA数据库中的历史运行数据,并进行解析,得出最佳的启动控制参数和偏航控制参数并自动在显示器上进行显示,同时自动植入风电机组控制系统,由风电机组控制系统执行启动控制和偏航控制,并进行偏航自动校准。本发明通过计算出保证风电机组运行的最低切入风速,增加了风电机组的可发电时间,提高了风电机组偏航对风精度,进而提高了风电机组的发电量。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种风力发电机组增功提效自适应控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;
读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;
将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组增功提效自适应控制方法,其特征在于,所述读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数,包括:
至少分析历史风速、风向、转速、功率和自耗电功率,并以发电系统功率-自耗电功率>0为原则,计算出最优切入风速。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机组增功提效自适应控制方法,其特征在于,所述读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数,包括:
至少分析历史风速、风向、转速、功率和变桨角度,计算出偏航固定偏差值、偏航启动/停止参数。
4.一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,其特征在于,包括:
启动处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组启动控制参数;
偏航处理单元,用于读取并解析SCADA数据库中的历史运行数据,以得到风电机组偏航控制参数;
通讯单元,用于将所述启动控制参数和所述偏航控制参数传输给风电机组控制系统,以便于所述风电机组控制系统在读取风场实时风速和风向信息后,基于所述启动控制参数和所述偏航控制参数执行风电机组启动控制和偏航控制。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,其特征在于,所述启动处理单元至少分析历史风速、风向、转速、功率和自耗电功率,并以发电系统功率-自耗电功率>0为原则,计算出最优切入风速。
6.根据权利要求4所述的一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,其特征在于,所述偏航处理单元至少分析历史风速、风向、转速、功率和变桨角度,计算出偏航固定偏差值、偏航启动/停止参数。
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,其特征在于,还包括:
显示单元,用于显示所述启动控制参数和所述偏航控制参数。
8.据权利要求7所述的一种风力发电机组增功提效自适应控制系统,其特征在于,还包括:
内置UPS电源,用于在外部供电中断时,向所述自适应控制系统的各单元供电。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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