CN112031998B - 基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统 - Google Patents

基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统，对激光雷达测量得到的风机前方的风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；当真实风切变指数满足独立变桨控制设定的开启条件时，开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；否则，进行统一变桨控制。本公开既可显著降低叶轮推力不平衡引起的疲劳载荷，也能缓解变桨过于频繁导致的变桨驱动、变桨轴承等零部件寿命降低的问题。

Description

基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统
技术领域
本公开涉及风电控制技术领域，特别涉及一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
随着风电机组的单机容量和风轮直径的不断增大，风切变效应及塔影效应对风机的影响不断加剧，直接影响就是叶片受力不均导致叶根载荷增大，而独立变桨技术可根据每个叶片所处位置和受到的风速进行桨距角控制，不仅能够保证机组功率稳定输出，还能有效减小叶根和轮毂载荷，进而降低机组总体的成本，提高风电机组的可靠性和寿命。
由于传统风速风向仪安装在风轮后方，测量的风速数据有一定的延迟性，且易受前方风机尾流影响，导致测量的轮毂高度处风速代表性较差。激光雷达不仅能够克服传统风速风向仪的缺点，还可以实时精确测量风机所受的阵风、风切变、偏航误差等参数。独立变桨技术利用激光雷达提前感知的风机前方风速信息后及时进行变桨动作，不仅能保障机组更加平稳运行，降低机组超速故障率，还能有效降低机组载荷。
独立变桨系统中叶片通过变桨轴承与轮毂相连，每个叶片都有自己相对独立的变桨驱动系统，其中变桨驱动系统通过驱动小齿轮与变桨轴承内齿啮合联动。实际运行中，如果风机运行在额定风速以上时长时间开启独立变桨功能，容易导致变桨系统频繁动作、变桨轴承寿命降低、变桨电机过热损坏等问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统，当风机运行在额定风速以上且满足设定条件时，独立变桨控制开启，既可以显著降低叶轮推力不平衡引起的疲劳载荷，也能缓解变桨过于频繁导致的变桨驱动、变桨轴承等零部件寿命降低的问题。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法。
一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，包括以下步骤：
获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；
由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；
当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
本公开第二方面提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化系统。
一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化系统，包括：
真实风切变指数获取模块，被配置为：获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；
叶片风速获取模块，被配置为：由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
临界风切变指数获取模块，被配置为：计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
变桨控制模块，被配置为：当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
本公开第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，当风机运行在额定风速以上且满足设定条件时，独立变桨控制开启，既可以显著降低叶轮推力不平衡引起的疲劳载荷，也能缓解变桨过于频繁导致的变桨驱动、变桨轴承等零部件寿命降低的问题。
2、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，采用激光雷达提前测量风机前的风速和风切变，为风电机组变桨控制提供可靠风况信息，便于风机提前动作有效降低机组载荷。
3、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，简单容易实现，且不需要安装其他载荷检测设备，降低了机组成本。
4、本公开所述的方法、系统、介质或电子设备，通过激光雷达测量真实风切变指数，基于设定的临界风切变指数对独立变桨控制功能进行优化，在实现风电机组降载的前提下，减少了变桨系统零部件的频繁动作，达到了风机降载和提高变桨系统零部件运行寿命之间的动态平衡。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1提供的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法流程图。
图2为本公开实施例1提供的激光雷达测风区间示意图。
图3为本公开实施例1提供的禁止和开启独立变桨控制对应的载荷计算结果图。
图2中，以测9个高度为例，R为风轮半径，H为轮毂高度，H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9是雷达测风高度。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，包括以下步骤：
获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；
由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；
当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
详细的，包括以下内容：
以某4.5MW风电机组为例，其风轮直径165m，塔筒高度100m。
S1：在风机上安装激光雷达，实现风机前一定距离处风轮平面内多个高度风速(v1,v2,...,vm)的测量，如图2所示。
为防止测量风速是叶尖风速，选取的风速测量面应满足雷达扫描面略小于风轮面。
S2：由雷达测量的风速(v1,v2,...,vm)及对应的高度数据(h1,h2,...,hm)，通过数值拟合(如幂定律拟合方式)获取真实风切变指数α，进而得到风切变公式。
S3：由风切变公式可获取风轮平面内任意高度处的风速值。
S4：通过功率控制算法得到三个叶片的统一桨距角给定值β。
S5：规定风轮旋转面为x-y平面，面向风轮叶片顺时针旋转为正方向，叶片中心线与x轴右半面的夹角φ为该叶片的方位角。
规定三叶片中叶片1为基准叶片，则叶片1的方位角为φ，叶片2和叶片3的方位角为
Figure GDA0003047989930000061
考虑叶片位置时，忽略叶片本身形变，则叶片1叶尖距离地面高度为：R·sinφ+H，叶片中心处高度为
Figure GDA0003047989930000062
S6：选取叶片
Figure GDA0003047989930000063
高度处(中心处)的风速代表该叶片所受风速，同理可得到叶片2、叶片3中心处高度
Figure GDA0003047989930000064
S7：根据S3中风切变公式可由三叶片高度H1、H2、H3得到三叶片代表点风速v1、v2、v3。
S8：计算临界风切变指数αk，设置独立变桨控制的开启条件。
利用风电机组载荷软件进行不同风切变下的疲劳载荷计算，具体步骤如下：
(a)确定风切变指数的取值范围和取值间隔，风切变指数的取值范围可根据风场实际情况取值，且尽量涵盖风切变指数的所有变化范围；取值间隔可以固定步长或变步长，在我司4.5MW机组的基础上选取风切变指数变化范围：0.05～0.35(可根据风场实际风资源参数进行调整)，风切变指数变化步长为0.05(可选择其他变步长方法)；
(b)分别开启和禁止独立变桨控制，固定机组的参数和其他风况条件，分别计算风切变指数为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35的七组风机疲劳载荷值；
(c)重点对比叶根My疲劳载荷变化趋势，获取对叶根My疲劳载荷值敏感的风切变指数，并选取该风切变指数αk为开启独立变桨的判断条件；表1为某4.5MW机组的叶根My疲劳载荷计算结果，图3为对应计算结果图。
表1不同风切变指数对应的叶根My疲劳载荷计算结果
Figure GDA0003047989930000071
通过表1的计算结果可知，在两种变桨控制下，随着风切变指数不断逐渐变小，叶根My疲劳载荷值也不断变小；当风切变指数减小到0.1以下时，开启独立变桨控制的叶根My疲劳载荷值要比禁止独立变桨控制时大；当风切变指数为0.1时，两种变桨控制下对应的叶根My疲劳载荷近似相等，说明0.1是对叶根My疲劳载荷值敏感的风切变指数，故临界风切变指数αk选取0.1。
(d)规定当通过激光雷达数据得到的真实风切变指数α≥αk时，开启独立变桨控制；
S9：根据风速v1、v2、v3的大小以及占三风速总和的占比，确定独立变桨的调整系数Ki(i代表第i个叶片，取值1，2，3)，叶片所受风速越大，调整系数越大，叶片的桨距角变化值越大；反之，所受风速越小，调整系数越小，桨距角变化值越小，调整系数公式为：
Figure GDA0003047989930000081
S10：确定三叶片独立桨距角值：
βi＝Kiβ
因为：
Figure GDA0003047989930000082
所以，独立变桨控制能够满足机组输出功率稳定的首要控制目标。
S11：规定当真实风切变指数小于临界风切变指数α＜αk时，机组进行统一变桨控制。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化系统，包括：
真实风切变指数获取模块，被配置为：获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；
叶片风速获取模块，被配置为：由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
临界风切变指数获取模块，被配置为：计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
变桨控制模块，被配置为：当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
所述系统的工作方法与实施例1提供的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤，所述步骤为：
获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；
由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；
当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
详细步骤与实施例1提供的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法相同，这里不再赘述。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤，所述步骤为：
获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；
由风轮方位角分别确定各叶片中心点的高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；
当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；
当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
详细步骤与实施例1提供的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法相同，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数；
计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；临界风切变指数的获取方式，具体为：
确定风切变指数的取值范围和取值间隔；
分别开启和禁止独立变桨控制，固定机组的参数和各个风况条件；
分别计算风切变指数在取值范围内多个风机叶根疲劳载荷值；
对比叶根疲劳载荷变化趋势，获取在两种变桨控制下叶根疲劳载荷值近似相等的风切变指数，选取该风切变指数为临界风切变指数；
当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
2.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，
对风速和高度数据进行数值拟合获得风切变公式，由风轮方位角分别确定各叶片的中心点高度，再由风切变公式分别确定三个叶片各中心点的风速值；
独立变桨控制时，分别根据三叶片各中心点的风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值。
3.如权利要求2所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，根据风轮方位角分别确定三个叶片的中心点高度，再根据风切变公式分别得到三个叶片各中心点的风速。
4.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，进行不同风切变指数下的风机疲劳载荷计算，确定在分别开启和禁止独立变桨控制时叶根疲劳载荷值近似相等的风切变指数为临界风切变指数。
5.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，每个叶片的桨距角调整系数为三倍的该叶片的中心点风速与三个叶片的各中心点风速加和的比值。
6.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，每个叶片的独立变桨角度值为叶片的桨距角调整系数与统一桨距角给定值的乘积。
7.一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化系统，其特征在于，包括：
真实风切变指数获取模块，被配置为：获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数；
临界风切变指数获取模块，被配置为：计算不同风切变指数下的叶根疲劳载荷值，确定临界风切变指数；临界风切变指数的获取方式，具体为：
确定风切变指数的取值范围和取值间隔；
分别开启和禁止独立变桨控制，固定机组的参数和各个风况条件；
分别计算风切变指数在取值范围内多个风机叶根疲劳载荷值；
对比叶根疲劳载荷变化趋势，获取在两种变桨控制下叶根疲劳载荷值近似相等的风切变指数，选取该风切变指数为临界风切变指数；
变桨控制模块，被配置为：当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112610411B (zh) * 2020-12-22 2021-11-23 明阳智慧能源集团股份公司 一种解决风力发电机组塔架净空问题的控制方法与模块
CN114483447A (zh) * 2021-12-23 2022-05-13 重庆海装风电工程技术有限公司 风力发电机组的变桨控制方法、装置、设备及存储介质
CN114352474B (zh) * 2022-01-28 2023-05-02 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 基于激光雷达测风的风电机组一次调频控制方法及设备
WO2023193866A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 Vestas Wind Systems A/S Controlling activation of individual pitch control of wind turbine rotor blades based on detected wind events
CN114876730B (zh) * 2022-05-09 2023-09-05 四川建筑职业技术学院 一种风力发电机阵风降载运行控制方法
CN116221014B (zh) * 2023-04-28 2023-10-20 凯宸能源科技(天津)有限公司 基于激光雷达风电机组净空控制方法、装置、系统及介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168650A (zh) * 2011-05-26 2011-08-31 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
CN103850876A (zh) * 2014-03-14 2014-06-11 华北电力大学 一种适用于无载荷测量的风电机组独立变桨控制方法
CN104214044A (zh) * 2013-05-30 2014-12-17 成都阜特科技股份有限公司 双馈式变速变桨风力发电机组的独立变桨距控制方法
CN104454350A (zh) * 2013-09-23 2015-03-25 通用电气公司 风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法
EP2881581A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-10 Acciona Windpower S.a. Wind turbine control system and method
EP2927484A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-07 ALSTOM Renewable Technologies Yaw and pitch angles
EP3015705A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-04 General Electric Company System and method for adaptive rotor imbalance control
CN106460793A (zh) * 2014-06-19 2017-02-22 维斯塔斯风力系统集团公司 响应于风切变而对风力涡轮机的控制
CN106762415A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 锐电科技有限公司 一种降低风力发电机组叶轮不平衡极限载荷的方法
CN111379665A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 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及系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110229300A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Apparatus and method for individual pitch control in wind turbines
ES2398020B1 (es) * 2011-03-17 2014-09-05 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Métodos y sistemas para aliviar las cargas producidas en los aerogeneradores por las asimetrías del viento.
US8430632B2 (en) * 2011-12-22 2013-04-30 General Electric Company System and method for pitching a rotor blade in a wind turbine
CN102926930B (zh) * 2012-11-12 2014-07-09 东南大学 一种风力发电系统的独立变桨控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102168650A (zh) * 2011-05-26 2011-08-31 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
CN104214044A (zh) * 2013-05-30 2014-12-17 成都阜特科技股份有限公司 双馈式变速变桨风力发电机组的独立变桨距控制方法
CN104454350A (zh) * 2013-09-23 2015-03-25 通用电气公司 风力涡轮机及其降低转子不平衡载荷的控制方法
EP2881581A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-10 Acciona Windpower S.a. Wind turbine control system and method
CN103850876A (zh) * 2014-03-14 2014-06-11 华北电力大学 一种适用于无载荷测量的风电机组独立变桨控制方法
EP2927484A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-07 ALSTOM Renewable Technologies Yaw and pitch angles
CN106460793A (zh) * 2014-06-19 2017-02-22 维斯塔斯风力系统集团公司 响应于风切变而对风力涡轮机的控制
EP3015705A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-04 General Electric Company System and method for adaptive rotor imbalance control
CN106762415A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 锐电科技有限公司 一种降低风力发电机组叶轮不平衡极限载荷的方法
CN111379665A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 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及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
减小叶片不利载荷的统一变桨技术;张真源等;《现代机械》;20190428;第37-41页 *

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Publication number Publication date
CN112031998A (zh) 2020-12-04

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