CN112943530B - 风力发电机组的控制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种风力发电机组的控制方法及其装置。所述控制方法包括:响应于包括升功率增量的指令,分别确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值以及风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值;根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行,其中,第一转速设定值不同于第二转速设定值。

Description

风力发电机组的控制方法及其装置
技术领域
本公开涉及风力发电技术领域,更具体地,本公开涉及一种能够快速响应于电网指令控制风力发电机组的方法及其装置。
背景技术
随着风力发电机组装机容量逐年增加,电网对风电场的指标考核日益严格。以西北电网为例,电网要求在发出功率增量ΔP的指令后,风力发电机组必须在2s之内将功率上升ΔP的10%。然而,传统的功率控制方法只能通过提高风力发电机组的升功率速率的方式来解决上述问题,然而这种方式会增加风力发电机组的载荷并且增大机组部件损坏的风险。
发明内容
本公开的示例性实施例提供了一种风力发电机组的控制方法及其装置,至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题,并且提供下述的有益效果。
本公开的一方面在于提供一种风力发电机组的控制方法,所述控制方法可以包括以下步骤:响应于包括升功率增量的指令,分别确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值以及风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值;根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行,其中,第一转速设定值不同于第二转速设定值。
确定风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值的步骤可以包括:根据升功率增量和预设的功率变化率来确定扭矩回路的功率变化率;基于扭矩回路的功率变化率来确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值;根据扭矩回路在每个时刻的功率设定值来确定扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。
确定扭矩回路的功率变化率的步骤可以包括:根据升功率增量和预设的功率变换率计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间;基于第一时间来定义用于扭矩回路的时间变量;根据升功率增量、第一时间以及时间变量确定扭矩回路的功率变化率。
基于第一时间来定义用于扭矩回路的时间变量的步骤可以包括:当第一时间小于预定时间时,将时间变量确定为第一时间的预设百分比;当第一时间大于或等于预定时间时,将时间变量确定为预设时间值。
确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值的步骤可以包括:将从接收到包括升功率增量的指令至当前时刻的时间间隔与时间变量进行比较;根据比较结果确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值。
确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值的步骤还可以包括:当时间间隔小于或等于时间变量时,扭矩回路的功率设定值为在接收到包括升功率增量的指令之前的功率设定值;当时间间隔大于时间变量时,基于扭矩回路的功率变化率和时间间隔来确定扭矩回路的功率设定值。
确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值的步骤可以包括:根据预设的功率变化率和风力发电机组的控制器的运行周期计算变桨回路在每个时刻的功率设定值;根据变桨回路在每个时刻的功率设定值来确定相应时刻的第一转速设定值。
所述控制方法还可以包括:当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,将转速设定值设置为最小转速;当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,将转速设定值设置为额定转速;当功率设定值大于最大功率并且小于最小功率时,基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算转速设定值。
本公开的另一方面在于提供一种风力发电机组的控制装置,所述控制装置可以包括:第一转速设定模块,用于响应于包括升功率增量的指令,确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值;第二转速设定模块,用于响应于包括升功率增量的指令,确定风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值;以及控制模块,用于根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行,其中,第一转速设定值不同于第二转速设定值。
第二转速设定模块可以根据升功率增量和预设的功率变化率来确定扭矩回路的功率变化率;基于扭矩回路的功率变化率来确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值;根据扭矩回路在每个时刻的功率设定值来确定扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。
第二转速设定模块还可以根据升功率增量和预设的功率变换率计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间;基于第一时间来定义用于扭矩回路的时间变量;根据升功率增量、第一时间以及时间变量确定扭矩回路的功率变化率。
当第一时间小于预定时间时,第二转速设定模块可以将时间变量确定为第一时间的预设百分比。当第一时间大于或等于预定时间时,第二转速设定模块可以将时间变量确定为预设时间值。
第二转速设定模块还可以将从接收到包括升功率增量的指令至当前时刻的时间间隔与时间变量进行比较;根据比较结果确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值。
当时间间隔小于或等于时间变量时,第二转速设定模块可以将扭矩回路的功率设定值设置为在接收到包括升功率增量的指令之前的功率设定值。当时间间隔大于时间变量时,第二转速设定模块可以基于扭矩回路的功率变化率和时间间隔来确定扭矩回路的功率设定值。
第一转速设定模块可以根据预设的功率变化率和风力发电机组的控制器的运行周期计算变桨回路在每个时刻的功率设定值;根据变桨回路在每个时刻的功率设定值来确定相应时刻的第一转速设定值。
第一转速设定模块和第二转速设定模块可以实现以下操作:当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,将转速设定值设置为最小转速;当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,将转速设定值设置为额定转速;当功率设定值大于最大功率并且小于最小功率时,基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算转速设定值。
根据本发明的另一示例性实施例,提供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,当计算机程序被处理器执行时实现如上所述的风力发电机组的控制方法。
根据本发明的另一示例性实施例,提供一种计算机,包括存储有计算机程序的可读介质和处理器,其特征在于,当处理器运行计算机程序时执行如上所述的风力发电机组的控制方法。
基于以上描述的方法和装置,通过对变桨回路与扭矩回路的转速设定值分别调度,在不改变风力发电机组升功率速率的情况下,大幅度优化风力发电机组的功率响应速度,完成电网考核指标。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点,还有一部分通过描述将是清楚的,或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
通过结合附图,从实施例的下面描述中,本公开这些和/或其它方面及优点将会变得清楚,并且更易于理解,其中:
图1是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图;
图2是根据本公开的示例性实施例的确定扭矩回路的转速设定值的方法的流程图;
图3示出应用本公开的风力发电机组的控制方法的效果对比图;
图4是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的控制装置的框图。
具体实施方式
提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物限定的本公开的实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解,但这些细节仅被视为是示例性的。因此,本领域的普通技术人员将认识到在不脱离本公开的范围和精神的情况下,可对描述于此的实施例进行各种改变和修改。此外,为了清楚和简洁,省略对公知的功能和结构的描述。
在本公开中,包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语可以被用于描述各种元素,但是这些元素不应被理解为仅限于这些术语。这些术语仅被用于将一个元素与其他元素区分开来。例如,在不脱离本公开的范围的情况下,第一元素可以被称为第二元素,反之亦然。
在下文中,根据本公开的各种实施例,将参照附图对本公开的设备以及方法进行描述。
图1是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图。
参照图1,在步骤S101,响应于包括升功率增量的指令,分别确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值以及风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值,其中,第一转速设定值不同于第二转速设定值。
在传统的功率控制方法中,当风力发电机组接收到包括升功率增量ΔP的指令后,风力发电机组会按照恒定的功率变化率Pv将扭矩回路的转速设定值与变桨回路的转速设定值设置为相同的转速设定值来实现将当前功率P增加至目标功率P+ΔP。在提升功率的过程中,必然要提高风力发电机组的设定转速(当风力发电机组运行于变速段区间时),即扭矩会下降以使得转速上升。由于风力发电机组的叶轮存在较大惯量,当风力发电机组开始变桨和扭矩发生变化之后,需要一段时间才会使转速发生变化。这样,在使用传统的升功率方法时,风力发电机组在接收到包括升功率增量的指令的几秒钟内,会出现功率缓慢上升甚至先下降后上升的现象。这个过程会影响风力发电机组延长机组的响应时间。为了解决这个问题,本公开实施例通过分别设置变桨回路与扭矩回路的转速设定值,延迟扭矩回路的响应。
在本公开中,对于变桨回路的转速设定值,可以根据预设的功率变化率和风力发电机组的控制器的运行周期计算变桨回路在每个时刻的功率设定值,然后根据变桨回路在每个时刻的功率设定值来确定相应时刻的第一转速设定值。
作为示例,当风力发电机组接收到包括升功率增量ΔP的指令后,风力发电机组按照预设的功率变化率Pv从当前功率P增加至目标功率P+ΔP。变桨回路在每一时刻的功率设定值可以用如下等式(1)表示:
P(k)=P(k-1)+Pv*T (1)
其中,k表示当前时刻,T表示控制器运行周期。
随后,当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,将第一转速设定值设置为最小转速;当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,将第一转速设定值设置为额定转速;当功率设定值大于所述最大功率并且小于所述最小功率时,基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算第一转速设定值。例如,风力发电机组按照如下等式(2)来解算变桨回路在相应时刻的第一转速设定值:
Figure BDA0002313256470000051
其中,Kopt为风力发电机组的最优扭矩增益,ωmin为风力发电机组的最小转速,ωmax为风力发电机组的最大转速。这里,风力发电机组的最小转速可以为变网转速,风力发电机组的最大转速为额定转速。
对于扭矩回路的转速设定值,下面将参照图2详细描述如何确定扭矩回路的转速设定值。
图2是根据本公开的示例性实施例的确定扭矩回路的转速设定值的方法的流程图。
参照图2,在步骤S201,根据升功率增量和预设的功率变化率计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间。
作为示例,根据升功率增量ΔP和预设的功率变化率Pv使用如下等式(3)计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间T1
Figure BDA0002313256470000061
为了保证扭矩回路的转速设定在延迟若干时间才发生变化,在步骤S202,基于第一时间来定义用于扭矩回路的时间变量,以保证扭矩回路和变桨回路的功率设定值同时到达终点。具体地,当第一时间小于预定时间时,可以将时间变量定义为第一时间的预设百分比;当第一时间大于或等于预定时间时,将时间变量定义为预设时间值。
例如,在获得第一时间后,将第一时间与1s进行比较,当第一时间小于1s时,将时间变量定义为第一时间的1/2,当第一时间大于或等于1s时,将时间变量定义为0.5秒,如等式(4)所示。
Figure BDA0002313256470000062
其中,T1表示第一时间,T2表示时间变量,单位时间为s。
然而,上述示例仅是示例性的,本公开可以根据设计需求和实际情况来合理设置预定时间、预设百分比以及预设时间值。
在步骤S203,根据升功率增量、第一时间以及时间变量确定针对扭矩回路的功率变化率。
作为示例,可以根据如下等式(5)来计算针对扭矩回路的功率变化率:
Figure BDA0002313256470000063
其中,ΔP表示升功率增量,T1表示第一时间,T2表示时间变量。
在步骤S204,确定扭矩回路在每个时刻的功率设定值。具体地,将从接收到包括升功率增量的指令至当前时刻的时间间隔与时间变量进行比较,当时间间隔小于或等于时间变量时,扭矩回路的功率设定值为在接收到包括升功率增量的指令之前的功率设定值;当时间间隔大于时间变量时,基于扭矩回路的功率变化率和时间间隔来确定扭矩回路的功率设定值。
作为示例,可以根据如下等式(6)来确定扭矩回路的功率设定值:
Figure BDA0002313256470000071
其中,
Figure BDA0002313256470000072
表示从接收到包括升功率增量的指令至当前时刻的时间间隔,T2表示时间变量,
Figure BDA0002313256470000073
表示针对扭矩回路的功率变化率,k表示当前时刻,P表示接收到包括升功率增量的指令之前的功率设定值。
在确定扭矩回路的功率设定值后,在步骤S205,根据扭矩回路在每个时刻的功率设定值来确定扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。具体地,当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,将第二转速设定值设置为最小转速;当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,将第二转速设定值设置为额定转速;当功率设定值大于所述最大功率并且小于所述最小功率时,基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算第二转速设定值。例如,风力发电机组按照如下等式(7)来解算扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值:
Figure BDA0002313256470000074
其中,Kopt为风力发电机组的最优扭矩增益,ωmin为风力发电机组的最小转速,ωmax为风力发电机组的最大转速,
Figure BDA0002313256470000075
表示扭矩回路的功率设定值。这里,风力发电机组的最小转速可以为变网转速,风力发电机组的最大转速为额定转速。
在本公开中,使用不同的计算方法来获得变桨回路和扭矩回路的转速设定值,使得在功率设定值发生变化时,扭矩回路的转速目标值延迟若干时间才会发生变化,同时要求变桨回路与扭矩回路的设定值同时到达终点。
返回参照图1,在步骤S102,根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行。在分别获得第一转速设定值和第二转速设定值后,将第一转速设定值传递到变桨回路,将第二转速设定值传递到扭矩回路,使得变桨回路和扭矩回路分别根据各自的转速设定值运行。
作为示例,假设升功率增量ΔP=150kW,在响应时间内风力发电机组实际功率上升15kW。如图3所示,在150s附近示出了使用传统的功率控制方法的结果,在180s附近示出了使用本公开的功率控制方法的结果。传统的功率控制方法的响应时间约为1.9s,本公开的功率控制方法的响应时间约为0.4s。由于电网所规定的2s响应时间包含包括升功率增量的指令从电网到风力发电机组的传输延迟时间,一般该延迟时间为最多为500ms,因此,实际上,传统的功率控制方法的响应时间约为2.5s,本公开的功率控制方法的响应时间约为1s,由此可见,本公开的功率控制方法完全满足电网需求。
图4是根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的控制装置的框图。
参照图4,风力发电机组的控制装置300可以包括第一转速设定模块301、第二转速设定模块302以及控制模块303。控制装置300中的每个模块可以由一个或多个模块来实现,并且对应模块的名称可根据模块的类型而变化。在各种实施例中,可以省略控制装置300中的一些模块,或者还可包括另外的模块。此外,根据本公开的各种实施例的模块/元件可以被组合以形成单个实体,并且因此可等效地执行相应模块/元件在组合之前的功能。
响应于包括升功率增量的指令,第一转速设定模块301确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值。第一转速设定模块301根据预设的功率变化率和风力发电机组的控制器的运行周期计算变桨回路在每个时刻的功率设定值。例如,第一转速设定模块301使用等式(1)来计算变桨回路在每个时刻的功率设定值。然后,第一转速设定模块301根据变桨回路在每个时刻的功率设定值来确定相应时刻的第一转速设定值。当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,第一转速设定模块301将第一转速设定值设置为最小转速;当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,第一转速设定模块301将第一转速设定值设置为额定转速;当功率设定值大于所述最大功率并且小于所述最小功率时,第一转速设定模块301基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算第一转速设定值。例如,第一转速设定模块301可以使用上述等式(2)来确定相应的第一转速设定值。
同时,响应于包括升功率增量的指令,第二转速设定模块302确定风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值。首先,第二转速设定模块302根据升功率增量和预设的功率变化率来确定扭矩回路的功率变化率。例如,第二转速设定模块302根据升功率增量和预设的功率变换率计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间,基于第一时间来定义用于扭矩回路的时间变量,然后根据升功率增量、第一时间以及时间变量确定扭矩回路的功率变化率。第二转速设定模块302可以使用等式(3)、(4)和(5)来重新确定针对扭矩回路的功率变化率。
接下来,第二转速设定模块302确定扭矩回路的功率设定值。具体地,第二转速设定模块302将从接收到包括升功率增量的指令至当前时刻的时间间隔与时间变量进行比较,当时间间隔小于或等于时间变量时,扭矩回路的功率设定值为在接收到包括升功率增量的指令之前的功率设定值,当时间间隔大于时间变量时,基于扭矩回路的功率变化率和时间间隔来确定扭矩回路的功率设定值。例如,第二转速设定模块302可以使用上述等式(6)来确定扭矩回路的功率设定值。
第二转速设定模块302根据扭矩回路在每个时刻的功率设定值来确定扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,第二转速设定模块302将第二转速设定值设置为最小转速;当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,第二转速设定模块302将第二转速设定值设置为额定转速;当功率设定值大于所述最大功率并且小于所述最小功率时,第二转速设定模块302基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算第二转速设定值。例如,第二转速设定模块302可以使用上述等式(7)来解算扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。
控制模块303根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行。
本公开的控制装置能够在不影响风力发电机组载荷与寿命的情况下,快速地提高风力发电机组的功率响应速度,以满足电网考核指标。
本技术领域技术人员可以理解,本公开包括涉及用于执行本公开中所述操作/步骤中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造,或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序,这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如,计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中,所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-OnlyMemory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随即存储器)、EPROM(ErasableProgrammable Read-Only Memory,可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是,可读介质包括由设备(例如,计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本公开在不提高升功率速率的情况下,通过分别控制变桨回路与扭矩回路的转速设定值,实现了风力发电机组快速响应电网的包括升功率增量的指令。
虽然本公开是参照其示例性的实施例被显示和描述的,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离由权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下,可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (18)

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:
响应于包括升功率增量的指令,分别确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值以及风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值;
根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行,
其中,第一转速设定值不同于第二转速设定值。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,确定风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值的步骤包括:
根据所述升功率增量和预设的功率变化率来确定所述扭矩回路的功率变化率;
基于所述扭矩回路的功率变化率来确定所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值;
根据所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值来确定所述扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。
3.如权利要求2所述的控制方法,其特征在于,确定所述扭矩回路的功率变化率的步骤包括:
根据所述升功率增量和所述预设的功率变换率计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间;
基于第一时间来定义用于所述扭矩回路的时间变量;
根据所述升功率增量、第一时间以及所述时间变量确定所述扭矩回路的功率变化率。
4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,基于第一时间来定义用于所述扭矩回路的时间变量的步骤包括:
当第一时间小于预定时间时,将所述时间变量确定为第一时间的预设百分比;
当第一时间大于或等于所述预定时间时,将所述时间变量确定为预设时间值。
5.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,确定所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值的步骤包括:
将从接收到所述指令至当前时刻的时间间隔与所述时间变量进行比较;
根据比较结果确定所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值。
6.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,确定所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值的步骤还包括:
当所述时间间隔小于或等于所述时间变量时,所述扭矩回路的功率设定值为在接收到所述指令之前的功率设定值;
当所述时间间隔大于所述时间变量时,基于所述扭矩回路的功率变化率和所述时间间隔来确定所述扭矩回路的功率设定值。
7.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值的步骤包括:
根据预设的功率变化率和风力发电机组的控制器的运行周期计算所述变桨回路在每个时刻的功率设定值;
根据所述变桨回路在每个时刻的功率设定值来确定相应时刻的第一转速设定值。
8.如权利要求2或7所述的控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,将转速设定值设置为最小转速;
当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,将转速设定值设置为额定转速;
当功率设定值大于所述最大功率并且小于所述最小功率时,基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算转速设定值。
9.一种风力发电机组的控制装置,其特征在于,所述控制装置包括:
第一转速设定模块,用于响应于包括升功率增量的指令,确定风力发电机组的变桨回路的第一转速设定值;
第二转速设定模块,用于响应于所述指令,确定风力发电机组的扭矩回路的第二转速设定值;以及
控制模块,用于根据第一转速设定值和第二转速设定值来分别控制变桨回路和扭矩回路的运行,
其中,第一转速设定值不同于第二转速设定值。
10.如权利要求9所述的控制装置,其特征在于,第二转速设定模块用于:
根据所述升功率增量和预设的功率变化率来确定所述扭矩回路的功率变化率;
基于所述扭矩回路的功率变化率来确定所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值;
根据所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值来确定所述扭矩回路在相应时刻的第二转速设定值。
11.如权利要求10所述的控制装置,其特征在于,第二转速设定模块还用于:
根据所述升功率增量和所述预设的功率变换率计算从当前功率值到目标功率值所需的第一时间;
基于第一时间来定义用于所述扭矩回路的时间变量;
根据所述升功率增量、第一时间以及所述时间变量确定所述扭矩回路的功率变化率。
12.如权利要求11所述的控制装置,其特征在于,第二转速设定模块还用于:
当第一时间小于预定时间时,将所述时间变量确定为第一时间的预设百分比;
当第一时间大于或等于所述预定时间时,将所述时间变量确定为预设时间值。
13.如权利要求11所述的控制装置,其特征在于,第二转速设定模块还用于:
将从接收到所述指令至当前时刻的时间间隔与所述时间变量进行比较;
根据比较结果确定所述扭矩回路在每个时刻的功率设定值。
14.如权利要求13所述的控制装置,其特征在于,第二转速设定模块还用于:
当所述时间间隔小于或等于所述时间变量时,所述扭矩回路的功率设定值为在接收到所述指令之前的功率设定值;
当所述时间间隔大于所述时间变量时,基于所述扭矩回路的功率变化率和所述时间间隔来确定所述扭矩回路的功率设定值。
15.如权利要求9所述的控制装置,其特征在于,第一转速设定模块用于:
根据预设的功率变化率和风力发电机组的控制器的运行周期计算所述变桨回路在每个时刻的功率设定值;
根据所述变桨回路在每个时刻的功率设定值来确定相应时刻的第一转速设定值。
16.如权利要求10或15所述的控制装置,其特征在于,第一转速设定模块和第二转速设定模块用于:
当功率设定值小于或等于与风力发电机组的最小转速相应的最大功率时,将转速设定值设置为最小转速;
当功率设定值大于或等于与风力发电机组的额定转速相应的最小功率时,将转速设定值设置为额定转速;
当功率设定值大于所述最大功率并且小于所述最小功率时,基于功率设定值和风力发电机组的最优扭矩增益来计算转速设定值。
17.一种计算机可读存储介质,存储有程序,其特征在于,所述程序包括用于执行如权利要求1-7中的任一项所述控制方法的指令。
18.一种计算机,包括存储有计算机程序的可读介质和处理器,其特征在于,当所述处理器运行所述计算机程序时执行如权利要求1-7中的任一项所述控制方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102996335A (zh) * 2012-10-24 2013-03-27 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法
CN104612897A (zh) * 2015-03-10 2015-05-13 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司 一种风力发电机组的控制方法及装置
CN105673325A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 湖南世优电气股份有限公司 基于rbf神经网络pid的风电机组独立变桨控制方法
CN108223266A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 北京金风科创风电设备有限公司 在额定风速以下控制风力发电机的方法和装置
CN108488035A (zh) * 2018-03-20 2018-09-04 内蒙古工业大学 永磁直驱风力发电机组失速和变桨混合控制方法
KR102008230B1 (ko) * 2018-05-28 2019-10-21 (주)설텍 제한출력 풍력발전기 및 그 제어방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7352075B2 (en) * 2006-03-06 2008-04-01 General Electric Company Methods and apparatus for controlling rotational speed of a rotor
CN102635499B (zh) * 2012-04-18 2014-01-15 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司 一种风力发电机组转速转矩控制装置及方法
CN103615356B (zh) * 2013-12-12 2016-02-10 北京金风科创风电设备有限公司 一种风电机组满发工况恒功率控制方法、装置及风电机组
CN104265568B (zh) * 2014-08-28 2015-10-07 新疆金风科技股份有限公司 一种风机的升功率运行控制方法、装置及系统
CN105134486B (zh) * 2015-08-21 2018-11-13 新疆金风科技股份有限公司 风电机组功率控制方法、装置及系统
EP3156646B1 (de) * 2015-10-16 2018-05-16 Nordex Energy GmbH Windenergieanlage mit einem drehzahl- und einem generatorregler
KR101716074B1 (ko) * 2016-02-04 2017-03-14 한밭대학교 산학협력단 정격출력 유지를 위한 풍력터빈의 출력제어방법 및 그 시스템
CN105927469B (zh) * 2016-05-09 2018-08-14 北京金风科创风电设备有限公司 风力发电机组的限功率控制方法和控制装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102996335A (zh) * 2012-10-24 2013-03-27 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法
CN104612897A (zh) * 2015-03-10 2015-05-13 中船重工(重庆)海装风电设备有限公司 一种风力发电机组的控制方法及装置
CN105673325A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 湖南世优电气股份有限公司 基于rbf神经网络pid的风电机组独立变桨控制方法
CN108223266A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 北京金风科创风电设备有限公司 在额定风速以下控制风力发电机的方法和装置
CN108488035A (zh) * 2018-03-20 2018-09-04 内蒙古工业大学 永磁直驱风力发电机组失速和变桨混合控制方法
KR102008230B1 (ko) * 2018-05-28 2019-10-21 (주)설텍 제한출력 풍력발전기 및 그 제어방법

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