CN112145344B - 风力发电机组的解缆控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电机组的解缆控制方法和装置，该解缆控制方法包括：确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。采用本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法和装置，能够确保风力发电机组在运行过程中的动力电缆安全。

Description

风力发电机组的解缆控制方法和装置

技术领域

本发明总体说来涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的解缆控制方法和装置。

背景技术

现代大型风力发电机组一般具有偏航对风系统，其作用是使风力发电机组正对叶轮前方自由来流风向，使叶片最大程度吸收风能，当风向发生变化时，风向测量传感器(例如，风向标)将实时感知风向变化，并将风向信号实时传入风力发电机组的控制系统，根据其内嵌的偏航控制策略，确定风力发电机组是否需要偏航以及朝哪个方向偏航。

此外，现代大型风力发电机组的发电机部分位于机舱，三相动力电缆一般沿着塔筒与变流器及风力发电机组的外部箱式变压器连接，将变流器整流后的电输送至电网。因此，当风力发电机组偏航时，偏航系统通过偏航电机驱动偏航轴承，带动机舱以及与之连接的叶轮旋转使之正对风。由于风向变化的随机性和易变性，风力发电机组根据风向的变化，需要经常触发偏航系统对风，风力发电机组在偏航过程中，不可避免对动力电缆产生扭缆作用，即动力电缆被扭转一定的角度，扭缆角度过大可能会对风力发电机组的安全运行造成影响。因此，在一定的条件下，风力发电机组的动力电缆需要解缆，风力发电机组的偏航系统驱动机舱朝与动力电缆的扭缆角度的相反方向转动，以降低风力发电机组动力电缆的扭缆角度，从而保护动力电缆。

但在实际运行过程中，风力发电机组的解缆动作不能太过频繁，由于风力发电机组解缆时需要停机，同时偏航速率一般较慢(通常为0.2～0.4度/秒)，解缆一般耗费时间较长，如果此时风力发电机组处于发电状态，那么解缆过程会导致风力发电机组损失发电量。此外，风力发电机组的解缆也不能太过迟钝，太过迟钝可能导致风力发电机组的动力电缆扭缆角度在一定的工况条件下过大，可能危害风力发电机组的安全运行。

基于上述原因，在风力发电机组设计过程中，动力电缆扭缆至少具有两层保护系统，一层是软件保护系统。一般来说，在动力电缆扭缆保护中设定一扭缆角度阈值，当扭缆角度高于该扭缆角度阈值、且风力发电机组处于小风停机状态时，风力发电机组启动自动解缆动作，或者当扭缆角度高于该扭缆角度阈值时，无论风力发电机组此时处于何种运行状态，均启动自动解缆动作。另一层是硬件保护系统，通过在机舱中安装扭缆开关，从硬件上设定一个扭缆角度保护值，并将该扭缆开关串联在整机的硬件安全链系统中，当扭缆开关触发后，将导致整机安全链断开，风力发电机组执行紧急停机动作，此时需要手动解缆并复位扭缆开关。

但是上述扭缆保护策略存在以下不足：

对于软件扭缆保护方式，在实际运行过程中，其解缆触发条件有时难以满足，风力发电机组将处于持续扭缆状态，风向的变化可能导致风力发电机组的扭缆角度持续增大，扭缆角度长时间处于一个较大的角度可能对动力电缆产生一定影响，甚至可能会影响风力发电机组的安全运行。

当风力发电机组无法实现小风自动解缆时，风向的变化可能导致动力电缆的扭缆角度持续增大，直至触发强制解缆，根据设计，风力发电机组解缆过程中必须停机。由于风力发电机组的解缆速率很小，因此解缆时间可能比较长，解缆过程中风力发电机组将损失较大的发电量。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风力发电机组的解缆控制方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。

在一个总体方面，提供一种风力发电机组的解缆控制方法，包括：确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。

可选地，根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值的步骤可包括：确定动力电缆扭缆安全角度绝对值；确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数；确定风力发电机组的反向解缆角度值；根据所确定的扭缆累积强度系数、动力电缆扭缆安全角度绝对值、反向解缆角度值、当前的动力电缆扭缆角度值，计算风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

可选地，确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数的步骤可包括：将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值确定为所述扭缆累积强度系数，或者，将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值的k次方确定为所述扭缆累积强度系数。

可选地，所述反向解缆角度值可为从最近一次解缆之后到当前时刻，风力发电机组在偏航过程中朝与当前的动力电缆扭缆方向的相反方向进行解缆的角度值。

可选地，确定风力发电机组的反向解缆角度值的步骤可包括：根据风力发电机组执行所述相反方向的偏航动作的次数、每次执行所述相反方向的偏航动作时的偏航速率、每次执行所述相反方向的偏航动作时的偏航持续时长，确定所述反向解缆角度值。

可选地，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆的步骤可包括：将所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值与扭缆累积强度阈值进行比较；如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较；如果风力发电机组偏航获得的能量小于机组自身损耗，则控制风力发电机组进行解缆。

可选地，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆的步骤可还包括：如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则确定风力发电机组是否处于发电状态，其中，如果风力发电机组处于发电状态，则将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较，如果风力发电机组没有处于发电状态，则确定风力发电机组是否处于正常待机状态，如果风力发电机组处于正常待机状态，则控制风力发电机组进行解缆。

可选地，风力发电机组偏航获得的能量可根据风力发电机组的设计输出功率和偏航风向角偏差来确定，机组自身损耗根据风力发电机组中偏航电机的个数、偏航电机的额定功率、偏航电机的功率因数、偏航电机的损耗裕度来确定。

在另一总体方面，提供一种风力发电机组的解缆控制装置，包括：扭缆角度值确定模块，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；扭缆累积强度值确定模块，根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；解缆控制模块，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。

在另一总体方面，提供一种风力发电机组的控制器，包括：处理器；输入\输出接口；存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现上述的风力发电机组的解缆控制方法。

在另一总体方面，提供一种风力发电机组的控制系统，包括：传感器，用于测量风力发电机组当前的机舱位置，其中，所述机舱位置指机头或者机尾所指向的方向相对于机舱零度位置的角度值；控制器，从传感器获取机舱位置，将测量得到的机舱位置确定为风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值，以执行上述的风力发电机组的解缆控制方法。

在另一总体方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的风力发电机组的解缆控制方法。

采用本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法和装置，能够确保风力发电机组在运行过程中的动力电缆安全。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法的流程图；

图2示出根据本发明示例性实施例的确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值的步骤的流程图；

图3示出根据本发明示例性实施例的控制风力发电机组进行解缆的步骤的流程图；

图4示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制装置的框图；

图5示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制器的框图；

图6示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制系统的框图。

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，一些示例性实施例在附图中示出。

图1示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法的流程图。

参照图1，在步骤S10中，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值。

这里，动力电缆扭缆角度值(cable twist degree)可指风力发电机组在偏航过程中，由于机舱及叶轮的转动使得动力电缆承受一定的扭缆，产生动力电缆的扭转角度。为保护风力发电机组的安全运行，需要对动力电缆进行解缆，以防止动力电缆扭缆过度，影响风力发电机组的安全运行。

一般认为，在风力发电机组电气安装时，动力电缆处于顺直状态时的扭缆角度值为零度。在此情况下，可将动力电缆处于顺直状态时机头或者机尾所指向的方向定义为风力发电机组的机舱零度位置。

也就是说，动力电缆处于顺直状态时的扭缆角度值与机舱零度位置一致，均为零度，两者大小相等，这样可通过实时测量机舱位置来表征动力电缆的扭缆情况。

在步骤S20中，根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

在本发明示例性实施例中，通过风力发电机组的动力电缆扭缆累积强度值来表征动力电缆的实时扭缆状况，以基于动力电缆扭缆累积强度值来实现小风解缆，尽可能避免强制解缆或者安全链断开的情况发生。

下面参照图2来介绍确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值的具体方式。应理解，图2所示的确定动力电缆扭缆累积强度值的方式仅为一优选实施方式，本发明不限于此，还可以通过其他方式来利用动力电缆扭缆角度值确定动力电缆扭缆累积强度值。

图2示出根据本发明示例性实施例的确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值的步骤的流程图。

参照图2，在步骤S201中，确定动力电缆扭缆安全角度绝对值。作为示例，该动力电缆扭缆安全角度绝对值可依据经验或者相关规范来确定。

在步骤S202中，确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数。

例如，扭缆累积强度系数可为与动力电缆扭缆角度值相关的线性函数，即，随着动力电缆扭缆角度值的增大，扭缆累积强度系数也增大，随着动力电缆扭缆角度值的减小，扭缆累积强度系数也减小。

在一优选示例中，可基于当前的动力电缆扭缆角度值和动力电缆扭缆安全角度绝对值来确定扭缆累积强度系数。

第一种情况，可将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值确定为扭缆累积强度系数。

例如，可利用如下公式来计算扭缆累积强度系数：

公式(1)中，

为动力电缆扭缆角度值为σ时的扭缆累积强度系数，|σ(t)|为当前(t时刻)的动力电缆扭缆角度值的绝对值，|σ₀|为动力电缆扭缆安全角度绝对值。

第二种情况，可将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值的k次方确定为扭缆累积强度系数。作为示例，k的取值范围可为1≤k≤2。

例如，可利用如下公式来计算扭缆累积强度系数：

应理解，上述所列举的计算扭缆累积强度系数的方式仅为示例，还可以通过其他方式来获得扭缆累积强度系数。

在步骤S203中，确定风力发电机组的反向解缆角度值。

这里，反向解缆角度值可指从最近一次解缆之后到当前时刻，风力发电机组在偏航过程中朝与当前的动力电缆扭缆方向的相反方向进行解缆的角度值。

应理解，动力电缆扭缆方向可包括顺时针方向或者逆时针方向，以动力电缆扭缆方向为顺时针方向为例，风力发电机组在偏航过程中朝顺时针方向旋转使动力电缆扭缆角度值增加，风力发电机组在偏航过程中朝逆时针方向旋转使动力电缆扭缆角度值减小，相当于进行反向解缆。在此情况下，上述反向解缆角度值可指从最近一次解缆之后到当前时刻，风力发电机组在偏航过程中朝逆时针方向旋转的角度值。

作为示例，可根据风力发电机组执行相反方向的偏航动作的次数、每次执行相反方向的偏航动作时的偏航速率、每次执行相反方向的偏航动作时的偏航持续时长，确定反向解缆角度值。

例如，可利用如下公式来近似累加计算风力发电机组每次执行相反方向的偏航动作的角度值：

公式(3)中，

表示从最近一次解缆(0时刻)之后到当前时刻(t时刻)风力发电机组在偏航过程中朝与当前的动力电缆扭缆方向的相反方向进行解缆的角度值，v₀为偏航速率，通常为0.2～0.4度/秒(deg/s)，t_i为执行第i次相反方向的偏航动作时的偏航持续时长，1≤i≤n，n为从最近一次解缆之后到当前时刻风力发电机组执行相反方向的偏航动作的次数。

应理解，上述计算反向解缆角度值的方式仅为示例，本发明不限于此，还可以通过其他方式来获得反向解缆角度值。

在步骤S204中，根据所确定的扭缆累积强度系数、动力电缆扭缆安全角度绝对值、反向解缆角度值、当前的动力电缆扭缆角度值，计算风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

在一优选实施例中，根据动力电缆的扭缆程度，引入动力电缆扭缆累积强度函数(CTAS，Cable Twist Accumulated Strength)，定义如下：

公式(4)中，CTAS为从最近一次解缆(0时刻)之后到当前时刻(t时刻)风力发电机组的动力电缆扭缆累积强度值，σ(t)为t时刻的动力电缆扭缆角度值，|σ₀|为动力电缆扭缆安全角度绝对值，当|σ(t)＜|σ₀|时，可以认为风力发电机组当前的扭缆角度是安全的，此时CTAS＝0表明无需解缆，当|σ(t)|≥|σ₀|时，通过上述公式来求取CTAS。

|σ(t)|为t时刻的动力电缆扭缆角度值的绝对值，

为动力电缆扭缆角度值为σ时的扭缆累积强度系数，

表示反向解缆角度值。

应理解，上述计算动力电缆扭缆累积强度值的方式仅为一优选实施例，本发明不限于此，还可以通过其他方式来获得动力电缆扭缆累积强度值。

返回图1，在步骤S30中，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。

这里，基于上述所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，可采用图3所示的步骤对风力发电机组进行解缆。

图3示出根据本发明示例性实施例的控制风力发电机组进行解缆的步骤的流程图。

参照图3，在步骤S301中，将所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值与扭缆累积强度阈值进行比较，即，判断所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值是否大于或者等于扭缆累积强度阈值。

这里，当所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值时，可以直接执行步骤S303，以基于步骤S303的判断结果来进行解缆。

但本发明不限于此，在一优选实施例中，还可以先判断风力发电机组当前所处的状态，再结合风力发电机组当前所处的状态以及风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗的比较结果来进行解缆。

在此情况下，如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则执行步骤S302：确定风力发电机组是否处于发电状态。

如果风力发电机组处于发电状态，则执行步骤S303：将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较，即，判断风力发电机组偏航获得的能量是否小于机组自身损耗。

例如，风力发电机组偏航获得的能量可根据风力发电机组的设计输出功率和偏航风向角偏差来确定。

作为示例，可利用如下公式来计算风力发电机组偏航获得的能量：

E₁＝p_e(v)×(1-cos²β) (5)

公式(5)中，E₁为风力发电机组偏航获得的能量，p_e(v)为风力发电机组在风速为v的设计输出功率，β为偏航风向角偏差。

例如，机组自身损耗可根据风力发电机组中偏航电机的个数、偏航电机的额定功率、偏航电机的功率因数、偏航电机的损耗裕度来确定。

E₂＝m×p_n×γ(p)+δ (6)

公式(5)中，E₂为机组自身损耗，m为风力发电机组中偏航电机的个数，p_n为偏航电机的额定功率，γ(p)为偏航电机的功率因数，其与风力发电机组的输出功率相关，δ为偏航电机的损耗裕度。

这里，应理解，上述所列举的确定风力发电机组偏航获得的能量和机组自身损耗的方式仅为示例，本发明不限于此，还可以通过其他方式来确定。

如果风力发电机组偏航获得的能量小于机组自身损耗，表明此时风速较小，则可执行步骤S304：控制风力发电机组进行解缆，以实现小风解缆。

如果风力发电机组偏航获得的能量大于或者等于机组自身损耗，则表明此时风速较大，此时停机解揽会导致较大的发电量损失，针对这种情况应当控制风力发电机组继续发电，当风速减小后，再触发自动解揽，可以尽可能减少风力发电机组解揽带来的发电量损失。

也就是说，如果风力发电机组偏航获得的能量大于或者等于机组自身损耗，则返回步骤S303继续将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较，直至风力发电机组偏航获得的能量小于机组自身损耗时，再进行解缆操作。

如果风力发电机组没有处于发电状态，则执行步骤S305：确定风力发电机组是否处于正常待机状态。

如果风力发电机组处于正常待机状态，则执行步骤S304，以对风力发电机组进行解缆。

这里，风力发电机组处于正常待机状态可指风力发电机组处于无故障状态，如果风力发电机组没有处于正常待机状态(即，处于故障状态)，则无法实现自动解揽。

应理解，上述介绍的是基于动力电缆扭缆累积强度值控制风力发电机组进行小风解缆的过程，除此之外，还可对风力发电机组进行强制解缆。

例如，当风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值大于或者等于强制解缆角度阈值时，无论风力发电机组处于何种运行状态，将控制风力发电机组停机，并执行解缆动作。

这里，除上述的软件层面的强制解缆方式之外，还可以采用硬件强制解缆方式。例如，为确保风力发电机组的安全运行，可将动力电缆的扭缆开关串联在整机硬件安全链中，设置一个最大扭缆角度。当软件层面的强制解缆控制失效之后，风力发电机组的动力电缆的扭缆角度会进一步增大，当扭缆角度大于或者等于所设置的最大扭缆角度时，触发扭缆开关，风力发电机组的安全链断开，控制风力发电机组执行紧急停机。在风力发电机组停机之后，需要通过手动解缆并复位扭缆开关。

也就是说，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解揽控制方法，仅用于针对小风情况进行解揽控制的优化，对于现有的风力发电机组的强制解揽和扭缆开关安全链逻辑和设置可保持不变。

图4示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制装置的框图。

如图4所示，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制装置包括：扭缆角度值确定模块10、扭缆累积强度值确定模块20和解缆控制模块30。

具体说来，扭缆角度值确定模块10确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值。

作为示例，可将风力发电机组的机舱位置确定为动力电缆扭缆角度值。例如，可将动力电缆处于顺直状态时机头或者机尾所指向的方向定义为风力发电机组的机舱零度位置，动力电缆处于顺直状态时的扭缆角度值与机舱零度位置一致，均为零度，基于此来通过实时测量机舱位置来确定风力发电机组的动力电缆扭缆角度值。

扭缆累积强度值确定模块20根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

例如，扭缆累积强度值确定模块20可通过以下方式确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

确定动力电缆扭缆安全角度绝对值；确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数；确定风力发电机组的反向解缆角度值；根据所确定的扭缆累积强度系数、动力电缆扭缆安全角度绝对值、反向解缆角度值、当前的动力电缆扭缆角度值，计算风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

作为示例，扭缆累积强度值确定模块20可将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值确定为扭缆累积强度系数，或者，扭缆累积强度值确定模块20可将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值的k次方确定为扭缆累积强度系数。

例如，反向解缆角度值可为从上次解缆之后到当前时刻，风力发电机组在偏航过程中朝与当前的动力电缆扭缆方向的相反方向进行解缆的角度值。

作为示例，扭缆累积强度值确定模块20可根据风力发电机组执行相反方向的偏航动作的次数、每次执行相反方向的偏航动作时的偏航速率、每次执行相反方向的偏航动作时的偏航持续时长，确定反向解缆角度值。

由于已经在图2中对扭缆累积强度值确定模块20确定动力电缆扭缆累积强度值的方式进行了详细描述，本发明对此部分的内容不再赘述。

解缆控制模块30根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆。

在一优选实施例中，解缆控制模块30可通过如下方式来控制风力发电机组进行解缆。

例如，解缆控制模块30可将所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值与扭缆累积强度阈值进行比较；如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较；如果风力发电机组偏航获得的能量小于机组自身损耗，则控制风力发电机组进行解缆。

优选地，还可以先判断风力发电机组当前所处的状态，再结合风力发电机组当前所处的状态以及风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗的比较结果来进行解缆。

例如，如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则解缆控制模块30可还确定风力发电机组是否处于发电状态。

在此情况下，如果风力发电机组处于发电状态，则将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较，以基于风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗的比较结果来控制风力发电机组进行解缆。

如果风力发电机组没有处于发电状态，则确定风力发电机组是否处于正常待机状态，如果风力发电机组处于正常待机状态，则控制风力发电机组进行解缆。如果风力发电机组没有处于正常待机状态，则不对风力发电机组进行解缆。

例如，风力发电机组偏航获得的能量可根据风力发电机组的设计输出功率和偏航风向角偏差来确定。机组自身损耗可根据风力发电机组中偏航电机的个数、偏航电机的额定功率、偏航电机的功率因数、偏航电机的损耗裕度来确定。

图5示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制器的框图。

如图5所示，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制器包括：处理器100、输入\输出接口200和存储器300。

具体说来，存储器300用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器100执行时实现上述的风力发电机组的解缆控制方法。该输入\输出接口200用于连接各种输入\输出设备。

这里，图1所示的风电机组的解缆控制方法可在图5所示的处理器100中执行。也就是说，图4所示的各模块可由数字信号处理器、现场可编程门阵列等通用硬件处理器来实现，也可通过专用芯片等专用硬件处理器来实现，还可完全通过计算机程序来以软件方式实现，例如，可被实现为图5中所示的处理器100中的各个模块。

图6示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制系统的框图。

如图6所示，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制系统包括：传感器1000和控制器2000。

传感器1000用于测量风力发电机组当前的机舱位置。这里，机舱位置指机头或者机尾所指向的方向相对于机舱零度位置的角度值。

作为示例，风力发电机组的机舱零度位置可指动力电缆处于顺直状态时机头或者机尾所指向的方向，并且设置动力电缆处于顺直状态时的扭缆角度值与机舱零度位置一致，均为零度。

控制器2000从传感器获取机舱位置，并将测量得到的机舱位置确定为风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值，以执行上述的风力发电机组的解缆控制方法。

也就是说，在控制器2000中执行图1所示的风电机组的解缆控制方法，本发明对此部分的内容不再赘述。

根据本发明的示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述风力发电机组的解缆控制方法的计算机程序。该计算机可读记录介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。

本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法和装置，可以实现风力发电机组在小风条件下的自动解缆，既可以减小持续扭缆对动力电缆造成的影响，还可以减少风力发电机组的发电量损失，从而解决了现有的软件扭缆保护方式中，针对某些风况条件风力发电机组无法实现小风解缆的问题。

此外，本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法和装置，通过定义动力电缆扭缆累积强度函数，来描述动力电缆的扭缆程度，比传统的单纯通过扭缆角度判断动力电缆的扭缆情况更为准确和客观，同时，将动力电缆扭缆累积强度值作为解揽控制的输入，以使解缆控制更为精确。

此外，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的解缆控制方法和装置，定义了动力电缆扭缆累积强度函数，用于描述动力电缆在一段时间内的扭缆累积强度，该函数与动力电缆的安全运行密切相关，将其作为动力电缆解揽控制算法的输入，能够确保风力发电机组动力电缆的安全。

尽管已参照优选实施例表示和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。

Claims (11)

1.一种风力发电机组的解缆控制方法，其特征在于，包括：

确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；

根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；

根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆；

其中，根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值的步骤包括：

确定动力电缆扭缆安全角度绝对值；

确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数；

确定风力发电机组的反向解缆角度值；

根据所确定的扭缆累积强度系数、动力电缆扭缆安全角度绝对值、反向解缆角度值、当前的动力电缆扭缆角度值，计算风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

2.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数的步骤包括：

将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值确定为所述扭缆累积强度系数，

或者，将当前的动力电缆扭缆角度值的绝对值与动力电缆扭缆安全角度绝对值的比值的k次方确定为所述扭缆累积强度系数。

3.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，所述反向解缆角度值为从最近一次解缆之后到当前时刻，风力发电机组在偏航过程中朝与当前的动力电缆扭缆方向的相反方向进行解缆的角度值。

4.如权利要求3所述的解缆控制方法，其特征在于，确定风力发电机组的反向解缆角度值的步骤包括：

根据风力发电机组执行所述相反方向的偏航动作的次数、每次执行所述相反方向的偏航动作时的偏航速率、每次执行所述相反方向的偏航动作时的偏航持续时长，确定所述反向解缆角度值。

5.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆的步骤包括：

将所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值与扭缆累积强度阈值进行比较；

如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较；

如果风力发电机组偏航获得的能量小于机组自身损耗，则控制风力发电机组进行解缆。

6.如权利要求5所述的解缆控制方法，其特征在于，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆的步骤还包括：

如果所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值大于或者等于扭缆累积强度阈值，则确定风力发电机组是否处于发电状态，

其中，如果风力发电机组处于发电状态，则将风力发电机组偏航获得的能量与机组自身损耗进行比较，

如果风力发电机组没有处于发电状态，则确定风力发电机组是否处于正常待机状态，如果风力发电机组处于正常待机状态，则控制风力发电机组进行解缆。

7.如权利要求5所述的解缆控制方法，其特征在于，风力发电机组偏航获得的能量根据风力发电机组的设计输出功率和偏航风向角偏差来确定，

机组自身损耗根据风力发电机组中偏航电机的个数、偏航电机的额定功率、偏航电机的功率因数、偏航电机的损耗裕度来确定。

8.一种风力发电机组的解缆控制装置，其特征在于，包括：

扭缆角度值确定模块，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值；

扭缆累积强度值确定模块，根据当前的动力电缆扭缆角度值，确定风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值；

解缆控制模块，根据所确定的当前的动力电缆扭缆累积强度值，控制风力发电机组进行解缆；

其中，扭缆累积强度值确定模块确定动力电缆扭缆安全角度绝对值，确定与当前的动力电缆扭缆角度值对应的扭缆累积强度系数，确定风力发电机组的反向解缆角度值，根据所确定的扭缆累积强度系数、动力电缆扭缆安全角度绝对值、反向解缆角度值、当前的动力电缆扭缆角度值，计算风力发电机组当前的动力电缆扭缆累积强度值。

9.一种风力发电机组的控制器，其特征在于，包括：

处理器；

输入\输出接口；

存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的风力发电机组的解缆控制方法。

10.一种风力发电机组的控制系统，其特征在于，包括：

传感器，用于测量风力发电机组当前的机舱位置，其中，所述机舱位置指机头或者机尾所指向的方向相对于机舱零度位置的角度值；

控制器，从传感器获取机舱位置，将测量得到的机舱位置确定为风力发电机组当前的动力电缆扭缆角度值，以执行如权利要求1至7中任意一项所述的风力发电机组的解缆控制方法。

11.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的风力发电机组的解缆控制方法。

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