CN112906207A - 一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法，克服现有技术在极端阵风工况下过速导致停机的问题。本发明实时监测发电机转速并实时计算动态推力削减参考值，通过当前转矩给定值和桨距角反馈值进行判断，再进行查表运算，在需要进行处理时对原始桨距角给定值进行处理，本发明的控制技术方案简单，在短时的大风情况导致风轮面推力短时间内大幅增加时能够对风轮面进行动态削减，防止机组过速保护动作造成的机组停机带来的对经济效益的影响，能够解决极端阵风工况下容易过速的问题，同时提供一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，避免在正常运行工况下触发动态推力削减技术。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机组控制技术领域，尤其是涉及一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法。
背景技术
随着我国能源转型和风电发电技术的高速发展，中国新增风电并网装机容量近些年来大幅增加；而优质风场基本已经被开发完，风电的开发转向低风速高湍流的等复杂风资源区。此类风资源区更容易出现极端阵风工况，特点是风速与风向在短时间内均发生较大变化，短时间的大风会导致风轮面推力在短时间内大幅增加，造成机组过速保护动作而停机，显著增加了机组部件尤其是塔底所受载荷。
发明内容
本发明是为了克服现有技术在极端阵风工况下过速导致停机的问题，提供一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法，可以避免在正常运行工况下导致停机。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种风轮面动态推力削减技术，包括以下步骤：
S101、监测发电机实时测量转速，并根据当前的发电机转速设定点，计算出转速偏差和转速偏差的变化率，将二者相乘并进行低通滤波，记作动态推力削减转速参考值EESpeedError；
S102、检测当前转矩给定值EEQdem是否大于预设阈值EEMinTorque，若是则进行S103，否则返回S101；
S103、检测当前桨距角反馈值MeasuredPitch是否大于实时最优桨距角FinePitch与动态推力削减桨距角死区EEdotPitchDB之和EEdotminPitch，若是则进行S104，否则返回S101；
S104、根据预设的桨距角反馈值MeanPitch计算当前时刻的动态推力削减转速参考阈值EEThreshold；
S105、比较S101中动态推力削减转速参考值EESpeedError和S104中动态推力削减转速参考阈值EEThreshold，若满足预设条件则进行S106，否则返回S101；
S106、在原始桨距角给定值上额外叠加预设EEPitchRate与转矩控制步长PitchStep的乘积，返回S1。
本发明实时监测发电机转速并实时计算动态推力削减参考值，通过当前转矩给定值和桨距角反馈值进行判断，再进行查表运算，在需要进行处理时对原始桨距角给定值进行处理，本发明的控制技术方案简单，能够解决极端阵风工况下容易过速的问题，同时提供一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，避免在正常运行工况下触发动态推力削减技术。
作为优选，所述S104中计算方法为根据预设的桨距角反馈值MeanPitch到动态推力削减转速参考阈值的查表T_EEdotThreshold用于计算当前时刻的动态推力削减转速参考阈值EEThreshold。
作为优选，所述S105中预设条件为EESpeedError 大于EEThreshold成立。
一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，采用一种风轮面动态推力削减技术，包括以下步骤：
S201、预设桨距角反馈值到动态推力削减转速参考阈值的查表T_EEdotThreshold以及EEMinTorque，进行正常湍流风工况DLC1.2和极端相干阵风工况DlC1.4的仿真, 记录所有DLC1.2和DLC1.4子工况下的EESpeedError、MeasuredPitch、EEdotThreshold、EEQdem和EEdotminPitch的时序；
S202、对S201中所述的数据进行筛选，剔除当前桨距角反馈值MeasuredPitch大于EEdotminPitch不成立的点；
S203、对于S201所述的对于DLC1.2工况和DLC1.4工况的时序绘制散点图；
S204、通过调整EEMinTorque取值，是的正常湍流工况和极端相干阵风工况下的散点图呈现适当区分度；
S205、重新调整查表T_EEdotThreshold。
作为优选，所述S203中散点图的绘制分别以MeasuredPitch为横坐标，以EESpeedError为纵坐标。
作为优选，所述S205包括以下内容：重新调整查表T_EEdotThreshold，使其满足包络住所有正常湍流工况DLC1.2工况下的EESpeedError，在适宜位置穿越极端相干阵风工况DlC1.4工况下的EESpeedError。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明实时监测发电机转速并实时计算动态推力削减参考值，通过当前转矩给定值和桨距角反馈值进行判断，再进行查表运算，在需要进行处理时对原始桨距角给定值进行处理，本发明的控制技术方案简单，在短时的大风情况导致风轮面推力短时间内大幅增加时能够对风轮面进行动态削减，方式机组过速保护动作造成的机组停机带来的对经济效益的影响，能够解决极端阵风工况下容易过速的问题，同时提供一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，避免在正常运行工况下触发动态推力削减技术。
附图说明
图1是本实施例一种风轮面动态推力削减技术的流程图。
图2是本实施例一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
本实施例提供了一种风轮面动态推力削减技术，如图1所示，包括以下步骤：
S101、监测发电机实时测量转速，并根据当前的发电机转速设定点，计算出转速偏差和转速偏差的变化率，将二者相乘并进行低通滤波，记作动态推力削减转速参考值EESpeedError；
S102、判断检测当前转矩给定值EEQdem是否大于预设阈值EEMinTorque，若是，进入S103，否则返回S101；
S103、检测当前桨距角反馈值MeasuredPitch是否大于实时最优桨距角FinePitch与动态推力削减桨距角死区EEdotPitchDB之和EEdotminPitch，若是，进入S104，否则返回S101；
S104，根据预设的桨距角反馈值MeasuredPitch到动态推力削减转速参考阈值的查表T_EEdotThreshold，计算当前时刻的动态推力削减转速参考阈值EEThreshold；
S105、比较步骤S101中所述动态推力削减转速参考值EESpeedErro和S104中所述的动态推力削减转速参考阈值EEThreshold，若EESpeedErro 大于EEThreshold成立，则进入S106；否则返回S101；
S106、在原始桨距角给定值上额外叠加预设EEPitchRate与转矩控制步长PitchStep的乘积，然后返回S101。
本实施例还相应的提供一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，如图2所示，通过下述技术方案得以实现：
S201、按经验值预设桨距角反馈值到动态推力削减转速参考阈值的查表T_EEdotThreshold以及EEMinTorque，进行正常湍流风工况DLC1.2和极端相干阵风工况DlC1.4的仿真, 记录所有DLC1.2和DLC1.4子工况下的EESpeedError， MeasuredPitch，EEdotThreshold，EEQdem，EEdotminPitch的时序；
S202/对S201中所述的数据进行筛选，剔除当前桨距角反馈值MeasuredPitch大于EEdotminPitch不成立的点；
S203、对于S201所述的对于DLC1.2工况和DLC1.4工况的时序，分别以MeasuredPitch为横坐标，EESpeedError为纵坐标绘制散点图；
S204、通过调整EEMinTorque取值，使得根据S203中所述的，对于正常湍流工况DLC1.2工况下的EESpeedError，和极端相干阵风工况DlC1.4工况下的EESpeedError的散点图，呈现适当区分度；
S205、重新调整查表T_EEdotThreshold，使其满足如下要求：包络住所有正常湍流工况DLC1.2工况下的EESpeedError，但在适宜位置穿越极端相干阵风工况DlC1.4工况下的EESpeedError。
本发明实时监测发电机转速并实时计算动态推力削减参考值，通过当前转矩给定值和桨距角反馈值进行判断，再进行查表运算，在需要进行处理时对原始桨距角给定值进行处理，本发明的控制技术方案简单，能够解决极端阵风工况下容易过速的问题，在短时的大风情况导致风轮面推力短时间内大幅增加时能够对风轮面进行动态削减，方式机组过速保护动作造成的机组停机带来的对经济效益的影响，同时提供一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，避免在正常运行工况下触发动态推力削减技术。
上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种风轮面动态推力削减技术，其特征是，包括以下步骤：
S101、监测发电机实时测量转速，并根据当前的发电机转速设定点，计算出转速偏差和转速偏差的变化率，将二者相乘并进行低通滤波，记作动态推力削减转速参考值EESpeedError；
S102、检测当前转矩给定值EEQdem是否大于预设阈值EEMinTorque，若是则进行S103，否则返回S101；
S103、检测当前桨距角反馈值MeasuredPitch是否大于实时最优桨距角FinePitch与动态推力削减桨距角死区EEdotPitchDB之和EEdotminPitch，若是则进行S104，否则返回S101；
S104、根据预设的桨距角反馈值MeanPitch计算当前时刻的动态推力削减转速参考阈值EEThreshold；
S105、比较S101中动态推力削减转速参考值EESpeedError和S104中动态推力削减转速参考阈值EEThreshold，若满足预设条件则进行S106，否则返回S101；
S106、在原始桨距角给定值上额外叠加预设EEPitchRate与转矩控制步长PitchStep的乘积，返回S1。
2.根据权利要求1所述的一种风轮面动态推力削减技术，其特征是，所述S104中计算方法为根据预设的桨距角反馈值MeanPitch到动态推力削减转速参考阈值的查表T_EEdotThreshold用于计算当前时刻的动态推力削减转速参考阈值EEThreshold。
3.根据权利要求1所述的一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法，其特征是，所述S105中预设条件为EESpeedError 大于EEThreshold成立。
4.一种风轮面动态推力削减技术的参数优化方法，采用权利要求1所述的一种风轮面动态推力削减技术，其特征是，包括以下步骤：
S201、预设桨距角反馈值到动态推力削减转速参考阈值的查表T_EEdotThreshold以及EEMinTorque，进行正常湍流风工况DLC1.2和极端相干阵风工况DlC1.4的仿真, 记录所有DLC1.2和DLC1.4子工况下的EESpeedError、MeasuredPitch、EEdotThreshold、EEQdem和EEdotminPitch的时序；
S202、对S201中所述的数据进行筛选，剔除当前桨距角反馈值MeasuredPitch大于EEdotminPitch不成立的点；
S203、对于S201所述的对于DLC1.2工况和DLC1.4工况的时序绘制散点图；
S204、通过调整EEMinTorque取值，是的正常湍流工况和极端相干阵风工况下的散点图呈现适当区分度；
S205、重新调整查表T_EEdotThreshold。
5.根据权利要求4所述的一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法，其特征是，所述S203中散点图的绘制分别以MeasuredPitch为横坐标，以EESpeedError为纵坐标。
6.根据权利要求4所述的一种风轮面动态推力削减技术及其参数优化方法，其特征是，所述S205包括以下内容：重新调整查表T_EEdotThreshold，使其满足包络住所有正常湍流工况DLC1.2工况下的EESpeedError，在适宜位置穿越极端相干阵风工况DlC1.4工况下的EESpeedError。
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