CN113294292B - 风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备及介质 - Google Patents

风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备及介质。风力发电机组包括偏航集电环，该方法包括：获取偏航集电环的运行状态参数；根据运行状态参数以及多类故障的判断条件，确定偏航集电环发生多类故障中的至少一类故障；按照至少一类故障对应的风机控制策略，控制风力发电机组的运行状态。根据本申请实施例，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。

Description

风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备及介质
技术领域
本申请属于风电领域，尤其涉及风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备及介质。
背景技术
现阶段，风电领域往往采用耐扭电缆传输来进行偏航段的电能传输。然而由于解决扭缆存在的种种问题，提出了一种利用偏航集电环来实现偏航段电能传输的方案。。作为风力发电机组电能传输的主要部件，偏航集电环的安全可靠运行是至关重要的，故需发明一种控制方法以保证其安全运行。
在现阶段，为了保证偏航集电环安全运行，当确定偏航集电环故障时，往往控制风力发电机组立即停止运行，风力发电机组的发电效率较低。
发明内容
本申请提供一种风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备及介质，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。
第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组的控制方法，风力发电机组包括偏航集电环，方法包括：
获取偏航集电环的运行状态参数；
根据运行状态参数以及多类故障的判断条件，确定偏航集电环发生多类故障中的至少一类故障；
按照至少一类故障对应的风机控制策略，控制风力发电机组的运行状态。
第二方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组的控制装置，用于实现第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的风力发电机组的控制方法。
第三方面，本申请实施例提供一种风力发电机组的控制系统，包括：
检测装置，用于检测偏航集电环的运行状态参数；
如第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的控制装置。
第四方面，提供一种风力发电机组的控制设备，包括：
处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
处理器读取并执行计算机程序指令，以实现第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的风力发电机组的控制方法。
第五方面，提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的风力发电机组的控制方法。
本申请实施例的风机的偏航集电环控制控制方法、装置、系统、设备及介质，能够根据偏航集电环的运行状态参数，从多类故障中确定偏航集电环对应的至少一类故障。并根据至少一类故障对应的风机控制策略控制风力发电机组的运行状态。由于本申请实施例提供的方案能够在诊断出至少一类偏航集电环故障时，采用相应地风机控制策略来保证偏航集电环的运行安全性，另外，由于可以根据不同类故障采用不同的风机控制策略对风机运行状态进行不同的控制，相较于偏航机电环故障时立即控制风力发电机组停止运行的方案，保证了风力发电机组的发电效率。因此，本申请实施例提供的偏航集电环控制方案，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种偏航集电环的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种驱动盘、拨叉以及监测开关之间连接关系的示意图；
图3是本申请实施例提供的第一种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的第二种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的第三种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的第四种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的第五种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图8是本申请实施例提供的第六种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图9是本申请实施例提供的第七种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图10是本申请实施例提供的第八种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图11是本申请实施例提供的一种示例性地风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图12是本申请实施例提供的第九种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图13是本申请实施例提供的第十种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图14是本申请实施例提供的第十一种风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图15是本申请实施例提供的第一种示例性地风力发电机组的控制方法的流程示意图；
图16是本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制装置的结构示意图；
图17是本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制系统的系统构架图；
图18示出了本发明实施例提供的风力发电机组的控制设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
现阶段，风电领域往往采用耐扭电缆传输来进行偏航段的电能传输。然而由于解决扭缆存在的种种问题，提出了一种利用偏航集电环来实现偏航段电能传输的方案。作为风力发电机组电能传输的主要部件，偏航集电环的安全可靠运行是至关重要的，故需发明一种控制方法以保证其安全运行。
在一种相关技术中，当确定偏航集电环故障时，往往控制风力发电机组立即停止运行，风力发电机组的发电效率较低。
基于此，本申请实施例提供了风力发电机组的控制方法、装置、系统、设备和介质，可以应用到偏航集电环故障检测的应用场景中。与上述相关技术相比，本申请实施例提供的方案，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。
为了更好的理解本申请，本申请实施例先对偏航集电环进行具体说明。
偏航集电环是在风电机组负载运行时可靠的将塔顶发电机发出的电能传输至塔底接入电网的一种电能传输机构。具体地，偏航集电环可以在机组处于偏航状态时，驱动转子与风机同步转动，或者在非偏航状态时，控制集电环内的定子和转子相对静止。
图1是本申请实施例提供的一种偏航集电环的结构示意图。如图1所示，偏航集电环可以包括：箱体1、驱动盘2、转子侧接线箱3、定子侧接线箱4、散热模块5。
其中，箱体1内包括定子、转子等部件。其中，转子和定子中的一者可以包括多个导电环，转子和定子中的另一者可以包括与多个导电环配合使用的电刷，电能可以由转子传输至定子，再由定子传输至电网。在本申请实施例，箱体内还可以包括温度传感器以及监测开关等用于监测偏航集电环运行状态参数的传感装置。在一些实施例中，为了防止偏航集电环内部温度过低，箱体内还可以包括加热模块。
驱动盘2，其用于驱动转子与风机保持同步转动。
转子侧接线箱3可以通过线束连接位于机舱内的发电机。
定子侧接线箱4可以通过线束连接电网。
散热模块5，其可以为偏航集电环内部散热。具体地，散热模块5可以包括散热孔以及散热风扇，又或者还可以是其他具有散热功能的部件，比如半导体散热板、比如水冷管道系统等，本申请对此不作具体限定。
在一些实施例中，偏航集电环还可以包括控制箱。比如，可以偏航集电环内部可以内置有温度监控板，对此不作限定。
在充分介绍了偏航集电环后，由于本申请实施例可能涉及到多个温度限值，当偏航集电环温度达到各温度限值时，可能触发不同的故障告警以及机组运行状态切换。因此，本申请实施例先对可能涉及到的多个温度限值作具体说明。
(1)基准温度值Tsetthreshold。
基准温度值为用于辅助判断偏航集电环温度在达到散热模块故障的温度高告警值Tsetfault前的温度变化速率。在一个实施例中，基准温度值Tsetthreshold可以根据散热模块故障的温度高告警值Tsetfault确定的，示例性地，基准温度值Tsetthreshold可以是比散热模块故障的温度高告警值Tsetfault小预设温度值的值。其中，预设温度值可以根据实际场景和具体需求设置，比如说可以是5摄氏度(℃)或者3℃等预设值。比如，若散热模块故障的温度高告警值Tsetfault为30℃，则基准温度值可以是25℃。
(2)第一温度阈值Tsetfault。
第一温度阈值Tsetfault为用于判断散热模块是否存在散热模块故障概率的温度值，若偏航集电环温度大于该第一温度阈值Tsetfault，则表征偏航集电环的散热模块具有一定的故障概率，此时可以继续结合升温速率来判断散热模块是否发生故障。
在一些实施例中，第一温度阈值Tsetfault可以是根据实验数据观测得到的一个值，或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。
(3)第四温度阈值Tsetrecover。
第四温度阈值Tsetrecover用于判断是否控制风机结束执行过温故障对应的风机控制策略的温度参考值。也就是说，若偏航集电环温度小于第四温度阈值Tsetrecover，则证明偏航集电环具备了结束执行过温故障对应的风机控制策略的条件之一。
在一些实施例中，第四温度阈值Tsetrecover可以是根据实验数据观测得到的一个值，或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。
(4)第二温度阈值Tsetlimit。
第二温度阈值Tsetlimit，即偏航集电环是否发生过温故障的临界温度值，若偏航集电环温度大于第二温度阈值Tsetlimit，则表征偏航集电环发生了过温故障。
在一些实施例中，第二温度阈值Tsetlimit可以是根据实验数据观测得到的一个值，或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。
(5)第三温度阈值Tsetstop。
第三温度阈值Tsetstop，即偏航集电环是否发生超温故障的临界温度值，若偏航集电环温度大于第三温度阈值Tsetstop，则表征偏航集电环发生了过温故障。
在一些实施例中，第三温度阈值Tsetstop可以是根据实验数据观测得到的一个值，或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。示例性地，第三温度阈值可以是偏航集电环的安全运行的温度上限值。
其中，基准温度值Tsetthreshold＜第一温度阈值Tsetfault＜第四温度阈值Tsetrecover≤第二温度阈值Tsetlimit＜第三温度阈值Tsetstop。
本申请涉及多类故障，本申请实施例接下来将对多类故障展开具体说明。
首先，由于当偏航集电环内的散热模块故障导致偏航集电环无法有效散热，或者在电刷与滑道之间的堆积物等原因导致偏航集电环的接触电阻过大从而导致偏航集电环温度升高等原因，将可能导致偏航集电环温度异常升高。因此，偏航集电环可能会产生诸如散热模块故障、集电环过温故障、集电环超温故障等异常升温类故障。接下来，将分别对异常升温类故障及其故障判断条件逐一说明。
(1)散热模块故障、及其判断条件以及对应的风机控制策略。
首先，对于散热模块故障，当偏航集电环的散热模块异常停止运行，即偏航集电环产生散热模块故障。
其次，对于散热模块故障的判断条件。
在一个实施例中，散热模块可以包括偏航集电环温度大于所述第一温度阈值，偏航集电环温度的温升速率k1大于第一温升速率阈值ξ1。
其中，偏航集电环温度的温升速率k1满足下述公式(1)：
Figure BDA0003141798570000071
其中，t(Tsetfault)、t(Tsetthreshold)分别为温度达到Tsetfault、Tsetthreshold的时间。
第一温升速率阈值ξ1可以大于偏航集电环传输一个大于偏航集电环额定电流的电流时的温升速率、且小于散热模块故障时的温升速率的数值，具体地，第一温升速率阈值ξ1可以根据实际场景和具体需求设置，比如可以通过实验数据观测得到、或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。
再其次，对于散热模块故障对应的风机运行策略。
在一些实施例中，由于散热模块故障所导致的温度异常升高程度不会导致偏航集电环内部结构损耗，比如散热模块故障所导致的偏航集电环采样温度升高，升高后的采样温度值不会达到能够使碳刷或者导电环结构损耗的温度。因此，为了保证风机运行效率，可以不对风机运行状态进行改变。也就是说，控制风机继续以散热模块故障前的运行状态运行。
(2)过温故障、及其判断条件以及对应的风机控制策略。
首先，对于过温故障，当偏航集电环的温度过高，即偏航集电环产生过温故障。当偏航集电环过温故障时，即表示偏航集电环超出其合适运行温度区间。
其次，对于过温模块故障的判断条件。
在一些实施例中，可以根据偏航集电环温度是否大于第二温度阈值Tsetlimit，来判断是否发生过温模块故障。其中，第二温度阈值Tsetlimit的具体内容请参见本申请上述实施例的相关说明，在此不再赘述。
再其次，对于风机控制策略。
在一些实施例中，由于转子和定子间的传输电流过大将导致偏航集电环温度过高，因此可以通过控制风机降功率运行，可以减小发电机的输出功率，进而能够降低偏航集电环转子和定子间的传输电流，从而实现了对偏航集电环温度的调控。
在一个示例中，过温故障的风机调整策略包括：控制风机以第一功率运行，其中，第一功率可以是小于过温故障发生前风机运行功率的一个固定值。
其中，第一功率可以是根据实验数据观测得到的一个值，或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。比如，可以是将过温故障发生前的功率乘以一个比例得到的功率值，或者是一个预设的值，比如说，当风机以第一功率运行时，偏航集电环的定子和转子之间产生的热量较小，能够使偏航集电环温度降低。
在另一个示例中，过温故障的风机调整策略可以是一个迭代调整策略，相应地，过温故障的风机调整策略包括：
控制风机继续以过温故障发生前的原有运行模式运行。
若在风机发生过温故障起的第1个预设时间段t1内偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值Tsetstop，且第1个预设时间段t1结束后偏航集电环温度大于第二温度阈值Tsetlimit，则将风机的运行功率第1次降低预设比例(比如可以是10％)。……，在对偏航集电环温度监控的第i个预设时间段t1，若在第i个预设时间段t1内偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值Tsetstop且预设时长t1结束后偏航集电环温度大于第二温度阈值Tsetlimit，则将风机的运行功率第i次降低预设比例。直到偏航集电环温度降低至第二温度阈值Tsetlimit以下，或者是偏航集电环温度在预设时间段t1内大于第三温度阈值Tsetstop。其中，i为大于或等于2的整数。
若预设时长t1结束后偏航集电环温度小于或等于第二温度阈值Tsetlimit，则判断偏航集电环温度小于第四温度阈值Tsetrecover的持续时长是否大于预设时长t2。若大于预设时长t2，则控制风机停止执行过温故障对应的风机控制策略，且控制风机继续以过温故障发生前的运行状态运行。若小于预设时长t2，则控制风机继续以调整后的运行功率运行。
在又一个示例中，过温故障的风机调整策略包括：
控制风机以第一功率运行。示例性地，第一功率可以是过温故障发生前的运行功率，即正常运行功率降低10％。示例性地，过温故障发生前的运行功率时P1，则第一功率可以是90％P1。
若在确定风机发生过温故障起的第1个预设时间段t1内偏航集电环温度小于或第三温度阈值Tsetstop，且第1个预设时间段t1结束后偏航集电环温度大于第二温度阈值Tsetlimit，则将风机的运行功率第2次降低预设比例。………，在对偏航集电环温度监控的第i个预设时间段t1，若在第i个预设时间段t1内偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值Tsetstop且预设时长t1结束后偏航集电环温度大于第二温度阈值Tsetlimit，则将风机的运行功率第i+1次降低预设比例。直到偏航集电环温度降低至第二温度阈值Tsetlimit以下，或者是偏航集电环温度在预设时间段t1内大于第三温度阈值Tsetstop。
若预设时长t1结束后偏航集电环温度小于或等于第二温度阈值Tsetlimit，则确定偏航集电环温度小于第四温度阈值Tsetrecover的持续时长是否大于预设时长，若大于预设时长，则控制风机停止执行过温故障对应的风机控制策略，且控制风机继续以过温故障发生前的运行状态运行。若小于预设时长，则控制风机继续以调制后的运行功率运行。
(3)超温故障、及其判断条件以及对应的风机控制策略。
首先，对于超温故障，当偏航集电环的温度超出安全温度上限(对应第三温度阈值Tsetstop)，即偏航集电环产生超温故障。当偏航集电环超温故障时，即表示偏航集电环超出其安全温度区间。
其次，对于超温模块故障的判断条件。
在一些实施例中，可以根据偏航集电环温度是否大于第三温度阈值Tsetstop，来判断是否发生超温模块故障。其中，第三温度阈值Tsetstop的具体内容请参见本申请上述实施例的相关说明，在此不再赘述。
再其次，对于风机控制策略。
在一些实施例中，由于当发生超温故障后会对诸如偏航集电环诸如碳刷等部件造成损坏且影响运行安全性，因此，当确定发生超温故障后，可以控制风机停机。由于当风机停机后偏航集电环的定子转子的传输电流为零，定子转子间不会产生热量，从而能够快速降低偏航集电环的温度。在一个示例中，由于风机偏航动作在偏航集电环内部产生的热量较小，因此，在控制风机停机的同时可以允许风机偏航。在一个示例中，为了保证安全性，在控制风机停止之后，在超温故障解决之前可以禁止风机远程启机。
在介绍了上述三种温度异常升高类的故障之后，由于当偏航集电环处于低温环境时，若加热模块故障将可能导致偏航集电环内部部件结冰从而影响偏航集电环的安全运行，本申请实施例还可以对加热模块故障进行诊断，并提供相应的故障应对措施。
(4)加热模块故障、及其判断条件以及对应的风机控制策略。
首先，对于加热模块故障，当偏航集电环温度处于低温运行环境或者风机处于低温环境时，加热模块却未工作，即偏航集电环产生加热模块故障。当偏航集电环发生加热模块故障时，即表示偏航集电环内部存在结冰等安全风险。
其次，对于加热模块故障的判断条件。
在一些实施例中，加热模块故障的判断条件包括：风力发电机组的环境温度小于低温环境的温度临界值，且偏航集电环温度与偏航集电环的外部环境温度Tnacelle的差值小于第一温差阈值Tsetmin。
其中，低温环境的温度临界值可以是通过实验数据观测得到、或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。具体地，低温环境的温度临界值可以是使处于该温度临界值下的风机的偏航集电环存在结冰风险的温度值。比如，可以是一个小于0℃的值。
在一些实施例中，加热模块故障的判断条件包括：偏航集电环温度小于第二温度阈值，且偏航集电环温度与偏航集电环的外部环境温度Tnacelle的差值小于第一温差阈值Tsetmin。
其中，第二温度阈值可以是偏航集电环是否处于低温运行状态的温度临界值。第二温度阈值可以是通过实验数据观测得到、或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。具体地，第二温度阈值可以是使处于该温度临界值下的偏航集电环存在结冰或者凝水风险的温度值。比如，可以是小于或等于0℃的值。在一个示例中，第二温度阈值可以是小于或等于能够使得加热模块启动加热的温度值。
其中，第一温差阈值可以根据加热模块故障的加热能力确定，又可以是通过实验数据观测得到、或者可以是一个经验值，又或者可以是一个计算得到的理论值，对此不作限定。比如，在实验过程中，可以获取未利用加热模块加热的偏航集电环温度与偏航集电环的外部环境温度的第一差值ΔTa，以及获取采用加热模块加热的偏航集电环温度与偏航集电环的外部环境温度的第二差值ΔTb，然后根据第二差值ΔTb与第一差值ΔTa的差值确定第一温差阈值。比如，可以是第二差值ΔTb与第一差值ΔTa的差值减去一个容错量。又或者，可以是第二差值ΔTb与第一差值ΔTa的差值乘上小于1的预设比例后得到的结果。
再其次，对于风机控制策略。
在一些实施例中，由于当发生加热模块故障后会使得偏航集电环内部存在结冰等风险，若利用内部结冰的偏航集电环继续在发电机和电网间传输电能，则有可能导致偏航集电环产生安全风险或者是结构遭到破坏。
因此，当确定加热模块故障之后，可以控制风机停止偏航以及停止风机偏航。在一些示例中，为了进一步保证安全性，可以在控制风机停机以及停止偏航之后，在加热模块故障解决之前可以禁止风机远程启机以及禁止远程启动偏航。
在介绍了上述与偏航集电环温度相关的四种温度类故障之后，由于拨叉可以通过驱动盘与拨叉的配合使用带动转子与风机偏航同步转动。当驱动盘与拨叉之间因拨叉失效或者驱动盘断裂等原因导致驱动盘与拨叉无法配合使用时，将导致转子与风机偏航无法同步转动，从而造成偏航集电环与发电机之间的线缆扭转，影响风机运行安全。基于此，本申请实施例还可以对驱动盘与拨叉的配合故障进行诊断，并提供相应的故障应对措施。
(5)拨叉与驱动盘的配合故障、及其判断条件以及对应的风机控制策略。
首先，对于拨叉与驱动盘的配合故障，当驱动盘与拨叉之间因拨叉失效或者驱动盘断裂等原因导致驱动盘与拨叉无法配合使用时，即发生了二者之间的配合故障。在一些实施例中，可以设置失效检测开关来检测二者之间的配合故障。
图2是本申请实施例提供的一种驱动盘、拨叉以及监测开关之间连接关系的示意图。
如图2所示，偏航集电环包括拨叉17、驱动盘11和监测开关18。其中，监测开关18的第一连接端与拨叉17连接，监测开关18的第二连接端与驱动盘11连接。
其中，在正常状态下，监测开关18的第一连接端和第二连接端导通，监测开关18处于导通状态。在发生拨叉与驱动盘的配合故障时，拨叉17与驱动盘11之间产生一定位移，相应地，监测开关18的第一连接端和第二连接端之间距离变远导致二者无法导通，监测开关18处于断开状态。
需要说明的是，监测开关可以是机械开关，又或者电磁开关等，本申请对其具体种类不作限定。
其次，对于拨叉与驱动盘的配合故障的判断条件。
拨叉与驱动盘的配合故障的判断条件包括：根据监测开关的通断状态参数确定监测开关处于断开状态。也就是说，当监测到检测开关处于断开状态时，确定发生拨叉与驱动盘的配合故障。
再其次，对于拨叉与驱动盘的配合故障的风机控制策略。
由于当驱动盘与拨叉之间因拨叉失效或者驱动盘断裂等原因导致驱动盘与拨叉无法配合使用时会产生扭缆等安全风险。因此，为了避免安全风险，拨叉与驱动盘的配合故障的风机控制策略可以包括：
可以控制风机停机以及停止风机偏航。在一些示例中，为了进一步保证安全性，可以在控制风机停机以及停止偏航之后，在加热模块故障解决之前可以禁止风机远程启机以及禁止远程启动偏航。
为了更好的理解本申请，下面将结合附图，详细描述根据本申请实施例的风力发电机组的控制方法、装置、设备和介质，应注意，这些实施例并不用来限制本申请公开的范围。
图3是本申请实施例提供的第一种风力发电机组的控制方法的流程示意图。需要说明的是，本申请实施例的风力发电机组的控制方法各步骤的执行主体可以是诸如主控制器等设置于机舱内的控制模块。示例性地，可以由主控制器中的可编程逻辑控制器。又或者，可以是偏航集电环的控制模块，比如设置于偏航集电环的温度监控板，该温度监控板可以设置于偏航集电环的控制器内。又或者，还可以是其他控制模块，对此不作限定。
如图3所示，风力发电机组的控制方法包括S310至S330。
S310，获取偏航集电环的运行状态参数。
在一些实施例中，偏航集电环的运行状态参数可以是其运行安全性存在影响的参数，比如偏航集电环温度、能够反映拨叉与驱动盘之间配合情况的监测开关的通断状态参数等。
其中，监测开关的通断状态参数可以参见本申请上述实施例的相关说明，对此不再赘述。在一些实施例中，可以将监测开关的一个连接端连接至风力发电机组的控制方法的执行主体，比如主控制器，相应地，监测开关的通断状态参数可以是监测开关的连接端的电压或者电流等电信号参数。又比如，还可以通过其他具备检测开关通断功能的装置采集监测开关的通断状态参数，然后传递至风力发电机组的控制方法的执行主体。本申请实施例对此不作限定。
接下来将结合偏航集电环温度对本申请展开具体说明。
在一些实施例中，偏航集电环温度可以是能够反映偏航集电环温度的温度值。
在一个实施例中，由于偏航集电环的定子与转子之间的摩擦产生大量热量，因此，可以在偏航集电环的导电环上设置温度检测单元，然后基于多个温度检测单元采集的温度值确定偏航集电环温度，偏航集电环温度可以是一个实时获取的温度。
相应地，偏航集电环可以包括多个导电环、以及与多个导电环中至少一个导电环一一对应的至少一个温度检测单元。每一温度检测单元用于采集与其对应的导电环的温度。
对于温度检测单元。
在设置位置上，在一些实施例中，温度检测单元可以设置在导电环上靠近转子的一侧。
在类型上，温度检测单元可以是具备温度采集功能的设备。在一些实施例中，考虑到导电环与电刷之间的输电电压一般为高压，因此可以选用具有一定耐压性能的温度传感器。比如PT温度传感器等。
在分布方式上，可以在全部导电环上均设置温度检测单元。又或者，可以在部分导电环上设置温度检测单元。又或者，可以在一个导电环上设置温度检测单元。
在一种实施方式中，若在部分或者一个导电环上设置温度检测单元，可以在发热量较大的导电环上设置温度检测单元，比如若偏航集电环包括6个导电环，可以在中间的2个导电环上设置温度检测单元。
需要说明的是，当温度检测单元可以通过线束将检测得到的温度值传输至位于机舱内的控制模块时，当转子包括导电环时，导电环上的温度传感器可以根据机舱同步偏航，避免了温度检测单元与机舱内的控制模块之间的线束扭转。
在另一些实施例中，温度检测单元还可以设置在偏航集电环内部处偏航集电环之外的其他位置处，比如，偏航集电环的箱体内壁等，又比如当转子包括电刷、定子包括导电环时，可以将温度检测单元设置在电刷上，本申请实施例对温度检测单元的具体设置位置不作限定。
在介绍了温度检测单元之后，接下来，本申请实施例对S310的具体实施方式展开说明。
在一些实施例中，在偏航集电环的运行状态参数包括偏航集电环温度、偏航集电环可以包括多个导电环、以及与多个导电环中至少一个导电环一一对应的至少一个温度检测单元的情况下，图4是本申请实施例提供的第二种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图4与图3的不同之处在于，S310可以具体包括S311和S312。
S311，获取至少一个温度检测单元采集得到的至少一个导电环温度。
示例性地，若温度检测单元共包括m个，则获取的m个导电环温度可以为T1、…、Tm。其中，m可以大于或等于1且小于或等于偏航集电环中导电环总数。
S312，根据至少一个导电环温度，确定偏航集电环温度。
在S312中可以根据至少一个导电环温度，计算得到一个偏航集电环温度，又或者可以从中选取出一个导电环温度，作为偏航集电环温度，对此不作限定。
在一个实施例中，可以选取至少一个导电环温度中的最大值作为偏航集电环温度，则偏航集电环温度Tmax＝max(T1，…，Tm)。
在一些实施例中，S311与S312的执行主体可以是偏航集电环的温度监控器。又或者可以是风机的主控制器，对此不作限定。示例性地，主控或温度监控板可以比较各个导电环温度，取最高温度数据Tmax以模拟量信号送入主控系统。
S320，根据运行状态参数以及多类故障的判断条件，确定偏航集电环发生多类故障中的至少一类故障。
首先，对于多类故障。
在一些实施例中，本申请实施例中的多类故障可以包括：散热模块故障、过温故障、超温故障、加热模块故障、拨叉与驱动盘的配合中的至少两类。
上述多类故障及其判断条件的具体内容可参见本申请上述实施例的相关说明，在此不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例除了上述故障之外，多类故障还可以根据实际场景和具体需求包括偏航集电环的其他故障，比如还可以根据新的温度阈值，确定除了散热故障、过温故障、超温故障之外的其他温度异常上升类的故障，本申请实施例对此不作限定。
S330，按照至少一类故障对应的风机控制策略，控制风力发电机组的运行状态。
首先，对于风机控制策略。
在一些实施例中，针对于偏航集电环的故障，本申请实施例的风机控制策略可以包括针对风机输出功率的控制策略。比如，保持原有输出功率不变、降功率输出、停机(输出功率为0)的控制策略。示例性地，在一些实施例中，多类故障可以包括多级温度故障，其中，温度故障等级越高，其对应的用于诊断是否故障的温度阈值就越高，相应地，其风机控制策略中对应的风机输出功率越低。
在另一些实施例中，还可以包括针对是否允许风机执行偏航操作的控制指令。
具体地，上述五类故障的具体风机控制策略可以参见本申请实施例上述部分的相关内容，在此不再赘述。
在一些实施例中，若通过S320确定满足多类故障中的某一类故障，则在S330中，可以按照该类故障的风机控制策略控制风机运行。
在另一些实施例中，若通过S320确定满足多类故障中的至少两类故障，则在S330中，可以在至少两类故障的风机控制策略中选择一个控制策略控制风机运行。
在一个实施例中，S330可以具体包括：在至少两类故障对应的风机控制策略中，确定安全等级最高的风机控制策略，以及按照所述安全等级最高的风机控制策略控制风力发电机组的运行状态。
在一个实施例中，风机控制策略对应的风机运行功率越低，则风机控制策略的安全等级越高。比如，控制风力发电机组停机的风机控制策略的安全等级高于控制风力发电机组降低功率的风机控制策略的安全等级。控制风力发电机组降低功率的风机控制策略的安全等级高于控制风力发电机组以保持运行功率不变或者控制风力发电机组以正常状态下的运行控制运行的风机控制策略的安全等级。又比如，控制风力发电机组停止偏航的风机控制策略的安全等级大于不控制风力发电机组停止偏航的风机控制策略。
在一个示例中，从安全等级上来讲，加热模块故障对应的风机控制策略的安全等级与拨叉与驱动盘的配合故障对应的风机控制策略的安全等级相等。加热模块故障对应的风机控制策略的安全等级高于超温故障对应的风机控制策略的安全等级，超温故障对应的风机控制策略的安全等级高于过温故障对应的风机控制策略的安全等级，过温故障对应的风机控制策略的安全等级高于散热模块故障对应的风机控制策略的安全等级。
在另一个实施例中，S330可以具体包括：在至少两类故障中确定故障等级最高的一类故障，以及按照故障等级最高的一类故障对应的风机控制策略，控制所述风力发电机组的运行状态。在一个示例中，产生的安全风险越大的故障，其等级越高。比如，对于温度异常升高类故障，其对应的温度越高，则故障等级越高。
在一个示例中，从故障等级上来讲，加热模块故障的故障等级与拨叉与驱动盘的配合故障的故障等级相等。加热模块故障的故障等级高于集电环超温故障的故障等级，超温故障对应的风机控制策略的故障等级高于过温故障的故障等级，过温故障的故障等级高于散热模块故障的故障等级。
本申请实施例的风机的偏航集电环控制控制方法，能够根据偏航集电环的运行状态参数，从多类故障中确定偏航集电环对应的至少一类故障。并根据至少一类故障对应的风机控制策略控制风力发电机组的运行状态。由于本申请实施例提供的方案能够在诊断出至少一类偏航集电环故障时，采用相应地风机控制策略来保证偏航集电环的运行安全性，另外，由于可以根据不同类故障采用不同的风机控制策略对风机运行状态进行不同的控制，相较于偏航机电环故障时立即控制风力发电机组停止运行的方案，保证了风力发电机组的发电效率。因此，本申请实施例提供的偏航集电环控制方案，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。
在一些实施例中，因为各类故障对偏航集电环的安全性造成的影响不同，可以通过控制风力发电机的输出功率来应对不同类型的偏航集电环故障，从而解决偏航集电环的安全运行风险。具体地，本申请实施例对偏航集电环的安全性影响较小的第一类故障，比如散热故障等，可以控制其正常运行来保证发电功率；对安全性存在一定影响的第二类故障，比如过温故障，可以通过控制风力发电机组降功率运行来降低其安全风险，从而兼顾风力大电机组的发电功率与偏航集电环的运行安全性；对安全性影响较大的第三类故障，比如超温故障、加热模块故障、驱动盘与拨叉的配合故障等，可以控制风力发电机组停机来保证偏航集电环的运行安全性。相较于单一确定偏航集电环故障即控制风力发电机组停机的方案相比，能够从整体上兼顾风力发电机组的发电功率以及与偏航集电环的运行安全性。
此外，可解决偏航集电环的故障报出引起机组立即停机进而发电量损失的问题，机组可以针对偏航集电环的各类故障进行有效判断和响应需要。
在一些实施例中，本申请实施例风力发电机组的控制方法各步骤可以由偏航集电环的控制模块(比如温度监控板)与风力发电机组的主控制器配合实现。比如，可以由控制模块执行S310，并将运行状态参数发送至主控制器。又比如，可以由偏航集电环的控制模块执行S310和S320，并生成对应的故障告警信号发送至主控制器。在一个示例中，为了避免偏航集电环的控制模块(比如温度监控板)与风力发电机组的主控制器之间的扭缆风险，二者之间可以采用诸如蓝牙等无线通信方式进行通信。
接下来，为了充分理解风力发电机组的控制方法针对不同故障的具体控制方案，本申请实施例的下述部分将结合附图对各种故障的具体控制方案展开具体说明。
在一些实施例中，在偏航集电环包括散热模块、运行状态参数包括偏航集电环温度的情况下，多类故障可以包括散热模块故障。
具体地，针对散热模块故障，图5是本申请实施例提供的第二种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图5与图3的不同之处在于，S320可以具体包括：
S3211，在偏航集电环温度大于第一温度阈值Tsetfault的情况下，计算偏航集电环温度由基准温度值Tsetfault增大至第一温度阈值Tsetfault的温升速率k1。
具体地，可以获取偏航集电环温度上升至基准温度值的时刻t(Tsetfault)，以及偏航集电环温度上升至第一温度阈值的时刻t(Tsetthreshold)。
然后将第一温度阈值Tsetfault与基准温度值Tsetfault的温度差值与t(Tsetthreshold)与t(Tsetfault)的时间差的比值，得到温升速率k1。
需要说明的是，温升速率k1的具体计算公式可参见上述公式(1)的相关内容，在此不再赘述。
S3212，在温升速率大于第一温升速率阈值ξ1的情况下，确定偏航集电环发生散热模块故障。
需要说明的是，第一温升速率阈值ξ1的具体内容可参见本申请上述实施例的相关内容，在此不再赘述。
相应地，针对散热模块故障，S330可以具体包括S331：
S331，控制风力发电机组以发生散热模块故障前的运行状态运行。
也就是说，控制风力发电机组继续以原有的运行模式运行，无需对其运行状态进行改变。
通过本实施例，可以有效判断出散热模块故障，以及考虑到散热模块风险较低控制风机继续以原有运行状态运行，能够避免因故障立即停机所造成的发电量损失，兼顾了偏航集电环的安全性与风机的发电效率。
在一些实施例中，运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括过温故障。接下来将分为两个实施例对过温故障的两种具体的控制方法展开说明。
在第一个实施例中，针对过温故障，图6是本申请实施例提供的第四种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图6与图3的不同之处在于，S320可以具体包括：
S322，在偏航集电环温度大于第二温度阈值的情况下，确定偏航集电环发生过温故障。
其中，第二温度阈值的具体内容可以参见本申请上述实施例的相关内容，在此不再赘述。
S330具体包括S332。
S332，控制风力发电机以第一功率运行，第一功率为低于风力发电机组发生过温故障前的运行功率的功率。
其中，第一功率的具体内容可以参见本申请上述实施例的相关内容，在此不再赘述。
通过本实施例，可以有效判断出过温故障，以及考虑到过温故障具有一定风险性，当过温故障产生之后，可以及时控制风机降功率运行，能够避免因故障立即停机所造成的发电量损失，兼顾了偏航集电环的安全性与风机的发电效率。
在第二个实施例中，针对过温故障，图7是本申请实施例提供的第五种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图7与图3的不同之处在于，S320可以具体包括S323：
S323，在偏航集电环温度大于第二温度阈值的情况下，确定偏航集电环发生过温故障。
以及，S330可以具体包括S3331-S3333。
S3331，判断预设时间段内的偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值Tsetstop。
首先，针对预设时间段，在第1次执行S3331时，预设时间段可以为自确定偏航集电环发生过温故障开始的预设时间段t1。此后，在第i次执行S3331时，预设时间段为第i-1个时间段的结束时刻开始的预设时长。i为大于或等于2的整数。
其次，S3331中的偏航集电环温度，其可以是偏航集电环的实时温度。相应地，为了能够对故障及时控制，在S3331中可以在每一预设时间段内多次采集偏航集电环温度，判断每次采集的偏航集电环温度是否小于或等于第三温度阈值Tsetstop。
在一个实施例中，若采集的偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值Tsetstop，则立即停止执行过温故障的风机控制策略。示例性地，可以确定其发生超温故障，并执行超温故障的风机控制策略。
此外还需要说明的是，在确定过温故障之后风机可以控制风力发电机组保持运行状态不变，又或者可以降低功率，比如可以调整成第一功率，又或者可以按照预设功率调整因子进行调整，对此不作具体限定。
S3332，在小于或等于超温故障的告警阈值的情况下，判断在预设时间段结束时的偏航集电环温度是否大于第二温度阈值。
S3333，在大于第二温度阈值的情况下，利用预设功率调整因子调整风机运行功率，得到调整后的运行功率，控制风力发电机组以调整后的运行功率运行，返回S3331，直到偏航集电环温度在预设时间段内大于第三温度阈值或者偏航集电环温度在预设时间段结束时不大于第二温度阈值；
其中，预设功率调整因子小于1，调整后的运行功率为小于风力发电机组发生过温故障前的运行功率的功率。
在一些实施例中，预设功率调整因子可以是一个固定值，或者是随着循环次数不断变化的一个值，比如可以随着迭代次数增大。本申请实施例中预设功率调整因子的取值可以根据实际场景或者具体需求设置，或者可以是一个经验值，对其设置方式不作限定。
在一些实施例中，可以实现功率的等比例降低，比如可以将调整前的风机运行功率乘上预设功率调整因子，得到调整后的风机运行功率。又比如，可以将调整前的风机运行功率减去预设功率调整因子与调整前的风机运行功率的乘积，得到调整后的功率。
在又一些实施例中，可以实现功率的等额降低，比如可以将调整前的风机运行功率减去预设功率调整因子与故障前的运行功率的乘积，示例性地，若预设功率调整因子为10％，过温故障前的运行功率为P1，则从第一次功率调整开始，调整后的功率依次为90％P1、80％P1、……。
通过本实施例，可以有效判断出过温故障，以及考虑到过温故障具有一定风险性，当过温故障产生之后，可以通过迭代逐级降低输出功率的方式控制风机降功率运行，能够避免因故障立即停机所造成的发电量损失，兼顾了偏航集电环的安全性与风机的发电效率。
图8是本申请实施例提供的第六种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图8与图7的不同之处在于，
S3332之后，方法还包括：
S3334，在偏航集电环温度小于或等于第二温度阈值的情况下，判断偏航集电环温度小于第四温度阈值的持续时长是否大于预设时长。
具体地，可以在偏航集电环温度小于或等于第二温度阈值之后，继续对偏航集电环温度进行实时检测，来判断偏航集电环温度小于第四温度阈值的持续时长是否大于预设时长。
S3335，在持续时长大于预设时长的情况下，控制风力发电机组以发生过温故障前的运行状态运行。
具体地，若偏航集电环温度在一段时长内的温度值均小于第四温度阈值，且该段时长长于预设时长，控制风力发电机组以发生过温故障前的运行状态运行。也就是说，让风力发电机组正常运行。
通过本实施例，可以有效降低偏航集电环的问题，提高其控制精度。
图9是本申请实施例提供的第七种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图9与图8的不同之处在于，S320可以具体包括：
S3334之后，方法还包括：
S3336，在持续时长小于或等于预设时长的情况下，控制风力发电机组保持运行功率不变。
也就是说，在偏航集电环温度大于或等于第四阈值且小于或等于第二温度阈值的情况下，或者，在偏航集电环温度小于第四阈值的持续时长小于或等于预设时长，则控制风力发电机组保持运行功率不变。
其中，控制风力发电机组保持运行功率不变可以是指风力发电机组继续以通过S3331-S3333调整后的运行功率模式运行，直到偏航集电环小于第四温度阈值的持续时长小于或等于预设时长。
通过本实施例，可以在偏航集电环温度稳定在第四温度阈值之下的情况下，恢复风机正常运行，有效降低偏航集电环的问题，提高其控制精度。
在一些实施例中，偏航集电环的运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括超温故障。
针对超温故障，图10是本申请实施例提供的第八种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图10与图3的不同之处在于，S320可以具体包括：
S324，在偏航集电环温度大于第三温度阈值的情况下，确定偏航集电环发生超温故障。
其中，第三温度阈值的具体内容可以参见本申请上述实施例的相关说明。
S330可以具体包括：S334，控制风力发电机组停机。
在一些实施例中，主控制器可以向变桨控制器发送停机控制指令，变桨控制器进行收桨，以及还可以向发电机控制器发送停机控制指令，以使发电机控制器逐渐降低发电机转速，以及向制动系统发送停机控制指令，以使制动系统的控制器控制刹车盘刹车。
在一些实施例中，由于当风机停机后偏航集电环的定子转子的传输电流为零，定子转子间不会产生热量，从而能够快速降低偏航集电环的温度。在一个示例中，由于风机偏航动作在偏航集电环内部产生的热量较小，因此，在控制风机停机的同时可以允许风机偏航。
也就是说，在因超温故障停机之后，偏航系统可以继续根据实际情况进行偏航。
通过本实施例，可以有效判断出超温故障，以及考虑到超温风险可以控制风机及时停机，提高了控制方法的安全性和可靠性。
在一个具体的示例中，由于温度升高至第三温度阈值的过程中，会被判断为过温故障以及执行过温故障的控制方法。相应地，图11是本申请实施例提供的一种示例性地风力发电机组的控制方法的流程示意图，
图11与图10的不同之处在于，在过温控制的降功率调整过程中，若通过步骤S3331判断预设时间段内的偏航集电环温度大于或等于第三温度阈值的话，将会确定风机发生超温故障，并控制风机停机。
在一些实施例中，偏航集电环的运行状态参数包括偏航集电环温度，偏航集电环包括加热模块，多类故障包括加热模块故障。
针对加热模块故障，图12是本申请实施例提供的第九种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图12与图3的不同之处在于，S320可以具体包括：
S320，具体包括S3251至S3254。
S3251，获取风力发电机组所处环境温度，以及偏航集电环的外部环境温度。
在一些实施例中，可以风机在一定高度以上的位置获取风力发电机组的所处环境温度，比如可以通过设置于机舱内的温度传感器采集风力发电机组所处环境温度，又比如，可以通过设置于机舱顶部的温度传感器采集风力发电机组所处环境温度。又比如，可以通过设置在塔筒靠近机舱一端的外部或者内部的温度传感器采集风力发电机组所处环境温度。
需要说明的是，由于风力发电机组所处环境温度用于判断风力发电机组是否处于低温环境，因此，还可以设置在其他位置处，并使用该位置处对应的低温环境值来判断风力发电机组是否处于低温环境。
S3252，判断风力发电机组所处环境温度是否小于低温环境的临界温度值。
在一些实施例中，低温环境的临界温度值可以根据实际场景和具体需求设置，对此不作限定。比如，可以是0°。
S3253，在风力发电机组所处环境温度小于低温环境的临界温度值的情况下，计算偏航集电环温度与偏航集电环的外部环境温度的差值；
在一些实施例中，偏航集电环的外部环境温度可以是靠近于航集电环壳体的外部环境温度。比如，若偏航集电环放置于塔筒内靠近机舱的平台上，则可以在该平台商设置温度传感器来测量偏航集电环的外部环境温度。
在另一些实施例中，可以直接在偏航集电环箱体的外侧设置温度传感器来测量偏航集电环的外部环境温度。本申请实施例对此不作具体限定。
需要说明的是，基于偏航集电环的外部环境温度是作为判断加热模块对偏航集电环的加热能力的参照组，可以基于其设置位置不同，选取不同的第一温差阈值。
在一些实施例中，偏航集电环的外部环境温度和风力发电机组所处环境温度可以是同一温度值，或者，同一温度检测单元采集的不同温度值，或者不同位置采集的温度值，对此不再赘述。
S3254，在差值小于第一温差阈值的情况下，确定偏航集电环发生加热模块故障。
其中，第一温差阈值的具体内容可以参见本申请上述实施例的相关内容，对此不再赘述。
S330具体包括：S335，控制风力发电机组停机且停止风力发电机组偏航。
其中，加热模块故障的风机控制策略的具体内容可以参见本申请上述实施例的相关内容，对此不再赘述。
通过本实施例，可以有效判断出加热模块故障，以及考虑到加热模块故障的风险可以控制风机及时停机，提高了控制方法的安全性和可靠性。
此外，本申请实施例还提供了另一种针对加热模块故障的控制方法。图13是本申请实施例提供的第十种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图13与图12的不同之处在于，S310与S3253之间可以具体包括：
S3256，判断偏航集电环温度小于第五温度阈值，其中第五温度阈值为判断偏航集电环是否处于低温运行状态的温度临界值。
第五温度阈值的具体内容可以参见本申请实施例上述内容，在此不再赘述。
在一些实施例中，所述监测开关的通断状态参数，多类故障包括拨叉与驱动盘的配合故障。其中，拨叉、驱动盘、监测开关的具体内容可以参见本申请上述实施例结合图2的相关内容，在此不再赘述。
针对拨叉与驱动盘的配合故障，图14是本申请实施例提供的第十一种风力发电机组的控制方法的流程示意图。图13与图3的不同之处在于，S320可以具体包括：
S326在根据监测开关的通断状态参数确定监测开关处于断开状态的情况下，确定偏航集电环发生拨叉与驱动盘的配合故障。
控制风力发电机组的运行状态，具体包括：
S336，控制风力发电机组停机且停止风力发电机组偏航。
其中，拨叉与驱动盘的配合故障及其判断条件以及风机控制策略的相关内容可参见本申请上述实施例的具体描述，在此不再赘述。
通过本实施例，可以有效判断出拨叉与驱动盘的配合故障，以及考虑到拨叉与驱动盘的配合故障的扭缆风险可以控制风机及时停机，提高了控制方法的安全性和可靠性。
为了充分理解本申请实施提供的风力发电机组的运行方法，图15是本申请实施例提供的一种示例性地风力发电机组的运行方法的流程示意图。
如图15所示，风力发电机组的运行方法包括S1501至S1515。
S1501，通过温度传感器对偏航集电环各导电环的实时温度进行监测，温度监控板根据各导电环的温度数据得到偏航集电环温度Ta。
S1502，判断偏航集电环温度Ta是否大于第一温度阈值Tsetfault。若判断结果为否，则继续监控各导电环的实时温度并得到偏航集电环温度Ta。若判断结果为否，则继续执行S1502。
S1503，计算偏航集电环温度的温升速率k1，以及判断偏航集电环温度的温升速率k1是否大于第一温升速率阈值ξ1。若判断结果为否，则继续执行S1505。若判断结果为是，则继续执行S1504。
S1504，确定偏航集电环发生散热故障，并控制风力发电机组正常运行。也就是说不改变风力发电机组的运行状态。
S1505，判断偏航集电环温度Ta是否大于第二温度阈值Tsetlimit，若判断结果为否，则继续监控各导电环的实时温度并得到偏航集电环温度Ta，若判断结果为是，则继续执行S1506。
S1506，确定偏航集电环发生过温故障，机组正常运行。也就是说不改变风力发电机组的运行状态。
S1507，判断偏航集电环温度Ta在预设时间段t1内是否上升至第三温度阈值Tsetstop。若判断结果为是，则执行S1510。若判断结果为否，则执行S1508。
S1508，判断偏航集电环温度Ta在预设时间段t1结束后是否大于第二温度阈值Tsetlimit。若判断结果为是，则继续执行S1509。若判断结果为否，则继续执行S1511。
S1509，控制风力发电机组降功率运行。其中，具体降功率运行方法可以参见上述实施例结合图6至图9的相关说明，对此不再赘述。
S1510，确定偏航集电环发生超温故障，控制风力发电机组停机且不允许复位。
S1511，判断偏航集电环温度Ta小于第四温度阈值Tsetrecover的持续时长是否大于预设时长t2。若判断结果为是，则继续执行S1512，若判断结果为否，则继续执行S1513。
S1512，控制风力发电机组正常运行。可以是风力发电机恢复故障前的运行状态。
S1513，机组保持原运行状态。
S1514，判断机组环境温度Tb是否大于0，且偏航集电环温度Ta与Tnacelle<小于第一温差阈值Tsetmin。若判断结果为是，则继续执行S1515。若判断结果为否，则继续监控各导电环的实时温度并得到偏航集电环温度Ta。
S1515，确定偏航集电环加热系统故障，机组停机且不允许偏航、启机。
通过本实施例，可以对各项故障有效诊断，且能够在温度变化过程中对温度灵活调整，解决偏航集电环的故障报出引起机组立即停机进而发电量损失的问题。兼顾了偏航集电环的安全性以及发电量。
此外，采用该控制方法后，可对其偏航集电环的子部件的故障进行分类判断并采取逐级屏蔽，降低故障排查的频次。
基于相同的申请构思，本申请实施例除了提供了风力发电机组的控制方法之外，还提供了与之对应的风力发电机组的控制装置。
下面结合附图，详细介绍根据本申请实施例风力发电机组的控制装置。
图16是本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制装置的结构示意图。如图16所示，风力发电机组的控制装置1600包括：
状态参数获取模块1610，用于获取偏航集电环的运行状态参数；
故障判断模块1620，用于根据运行状态参数以及多类故障的判断条件，确定偏航集电环发生多类故障中的至少一类故障；
风机控制模块1630，用于按照至少一类故障对应的风机控制策略，控制风力发电机组的运行状态。
在一些实施例中，偏航集电环包括散热模块，运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括散热模块故障；
故障判断模块1620，具体用于：
在偏航集电环温度大于第一温度阈值的情况下，计算偏航集电环温度由基准温度值增大至第一温度阈值的温升速率；
在温升速率大于第一温升速率阈值的情况下，确定偏航集电环发生散热模块故障；
风机控制模块1630，具体用于：
控制风力发电机组以发生散热模块故障前的运行状态运行。
在一些实施例中，运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括过温故障；
故障判断模块1620，具体用于：
在偏航集电环温度大于第二温度阈值的情况下，确定偏航集电环发生过温故障；
风机控制模块1630，具体用于：
控制风力发电机以第一功率运行，第一功率为低于风力发电机组发生过温故障前的运行功率的功率。
在一些实施例中，运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括过温故障；
故障判断模块1620，具体用于：
在偏航集电环温度大于第二温度阈值的情况下，确定偏航集电环发生过温故障；
风机控制模块1630，具体包括：
第一判断单元，用于判断预设时间段内的偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值，第三温度阈值大于第二温度阈值；
第二判断单元，用于在小于或等于第三温度阈值的情况下，判断在预设时间段结束时的偏航集电环温度是否大于第二温度阈值；
第一功率调整单元，用于在大于第二温度阈值的情况下，利用预设功率调整因子调整风机运行功率，得到调整后的运行功率，控制风力发电机组以调整后的运行功率运行，返回第一判断步骤，直到偏航集电环温度在预设时间段内大于第三温度阈值或者偏航集电环温度在预设时间段结束时不大于第二温度阈值；
其中，预设功率调整因子小于1，调整后的运行功率为小于风力发电机组发生过温故障前的运行功率的功率。
在一些实施例中，风机控制模块1630还包括：
第三判断单元，用于在偏航集电环温度小于或等于第二温度阈值的情况下，判断偏航集电环温度小于第四温度阈值的持续时长是否大于预设时长，第四温度阈值小于或等于第二温度阈值；
第二功率调整单元，用于在持续时长大于预设时长的情况下，控制风力发电机组以发生过温故障前的运行状态运行。
在一些实施例中，风机控制模块1630还包括：
第三功率调整单元，用于在持续时长小于或等于预设时长的情况下，控制风力发电机组保持运行功率不变。
在一些实施例中，运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括超温故障；
故障判断模块1620，具体用于：
在偏航集电环温度大于第三温度阈值的情况下，确定偏航集电环发生超温故障；
风机控制模块1630，具体用于：
控制风力发电机组停机。
在一些实施例中，偏航集电环包括加热模块，运行状态参数包括偏航集电环温度，多类故障包括加热模块故障；
故障判断模块1620，具体用于：
获取偏航集电环的外部环境温度；
在加热模块符合预设启动加热条件下的情况下，计算偏航集电环温度与偏航集电环的外部环境温度的差值，其中，预设启动加热条件为风力发电机组所处环境温度小于低温环境的临界温度值，和/或，偏航集电环温度小于第五温度阈值，第五温度阈值为判断偏航集电环是否处于低温运行状态的温度临界值；
在差值小于第一温差阈值的情况下，确定偏航集电环发生多类故障中的加热模块故障；
风机控制模块1630，具体用于：
控制风力发电机组停机且停止风力发电机组偏航。
在一些实施例中，偏航集电环包括多个导电环、以及与至少一个导电环一一对应的至少一个温度检测单元，每一温度检测单元用于采集与其对应的导电环的温度，
状态参数获取模块1610，具体包括：
温度获取单元，用于获取至少一个温度检测单元采集得到的至少一个导电环温度；
温度处理单元，用于根据至少一个导电环温度，确定偏航集电环温度。
在一些实施例中，偏航集电环包括拨叉、驱动盘和监测开关，监测开关的第一连接端与拨叉连接，监测开关的第二连接端与驱动盘连接；
运行状态参数包括监测开关的通断状态参数，多类故障包括拨叉与驱动盘的配合故障，
故障判断模块1620，具体用于：
在根据监测开关的通断状态参数确定监测开关处于断开状态的情况下，确定偏航集电环发生拨叉与驱动盘的配合故障；
风机控制模块1630，具体用于：
控制风力发电机组停机且停止风力发电机组偏航。
根据本申请实施例的风力发电机组的控制装置的其他细节，与以上结合图3至图15所示实例描述的风力发电机组的控制方法类似，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。
本申请实施例的风机的偏航集电环控制控制装置，能够根据偏航集电环的运行状态参数，从多类故障中确定偏航集电环对应的至少一类故障。由于本申请实施例提供的方案能够在诊断出至少一类偏航集电环故障时，采用相应地风机控制策略来保证偏航集电环的运行安全性，另外，由于可以根据不同类故障采用不同的风机控制策略对风机运行状态进行不同的控制，相较于偏航机电环故障时立即控制风力发电机组停止运行的方案，保证了风力发电机组的发电效率。因此，本申请实施例提供的偏航集电环控制方案，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。
基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种风力发电机组的控制系统，图17是本申请实施例提供的一种风力发电机组的控制系统的系统构架图，如图17所示，风力发电机组的控制系统100包括：检测装置1700以及控制装置1600。
检测装置1700，用于检测所述偏航集电环的运行状态参数。
风力发电机组的控制装置1600。
在一些实施例中，所检测装置1700包括温度检测模块和/或监测开关；
其中，所述温度检测模块包括与偏航集电环的至少一个导电环一一对应的至少一个温度检测单元，每一温度检测单元用于采集与其对应的导电环的温度。
所述失效监测开关的第一连接端与所述偏航集电环的拨叉连接，所述失效监测开关的第二连接端与所述偏航集电环的驱动盘连接。
本申请实施例的风机的偏航集电环控制控制系统，能够根据偏航集电环的运行状态参数，从多类故障中确定偏航集电环对应的至少一类故障。由于本申请实施例提供的方案能够在诊断出至少一类偏航集电环故障时，采用相应地风机控制策略来保证偏航集电环的运行安全性，另外，由于可以根据不同类故障采用不同的风机控制策略对风机运行状态进行不同的控制，相较于偏航机电环故障时立即控制风力发电机组停止运行的方案，保证了风力发电机组的发电效率。因此，本申请实施例提供的偏航集电环控制方案，能够兼顾风力发电机组的发电效率以及偏航集电环的运行安全性。
根据本申请实施例的风力发电机组的控制系统的其他细节，与以上结合图3至图15所示实例描述的风力发电机组的控制方法类似，并能达到其相应的技术效果，为简洁描述，在此不再赘述。
图18示出了本发明实施例提供的风力发电机组的控制设备的硬件结构示意图。
在风力发电机组的控制设备可以包括处理器1801以及存储有计算机程序指令的存储器1802。
具体地，上述处理器1801可以包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器1802可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器1802可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在一些实例中，存储器1802可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质，或者存储器1802是非易失性固态存储器。在一些实施例中，存储器1802可在风力发电机组的控制设备的内部或外部。
在一些实例中，存储器1802可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)。在一个实例中，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
存储器1802可以包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。
处理器1801通过读取并执行存储器1802中存储的计算机程序指令，以实现上述图3-图15所示实施例中的方法/步骤，并达到图3-图15所示实例执行其方法/步骤达到的相应技术效果，为简洁描述在此不再赘述。
在一个示例中，风力发电机组的控制设备还可包括通信接口1803和总线1810。其中，如图18所示，处理器1801、存储器1802、通信接口1803通过总线1810连接并完成相互间的通信。
通信接口1803，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线1810包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线1810可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
该风力发电机组的控制设备可以执行本发明实施例中的风力发电机组的控制方法，从而实现结合图3至图16描述的风力发电机组的控制方法和装置。
另外，结合上述实施例中的风力发电机组的控制方法，本发明实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种风力发电机组的控制方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RadioFrequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本公开的实施例的方法、装置、设备及和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述风力发电机组包括偏航集电环，所述方法包括：
获取所述偏航集电环的运行状态参数；
根据所述运行状态参数以及多类故障的判断条件，确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障；
按照所述至少一类故障对应的风机控制策略，控制所述风力发电机组的运行状态；
其中，所述运行状态参数包括偏航集电环温度，所述多类故障包括过温故障；
所述确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障，具体包括：
在所述偏航集电环温度大于第二温度阈值的情况下，确定所述偏航集电环发生所述过温故障；
所述控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
控制所述风力发电机以第一功率运行，所述第一功率为低于所述风力发电机组发生过温故障前的运行功率的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏航集电环包括散热模块，所述运行状态参数包括偏航集电环温度，所述多类故障包括散热模块故障；
所述确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障，具体包括：
在所述偏航集电环温度大于第一温度阈值的情况下，计算所述偏航集电环温度由基准温度值增大至所述第一温度阈值的温升速率；
在所述温升速率大于第一温升速率阈值的情况下，确定所述偏航集电环发生所述散热模块故障；
所述控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
控制所述风力发电机组以发生所述散热模块故障前的运行状态运行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述运行状态参数包括偏航集电环温度，所述多类故障包括过温故障；
所述确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障，具体包括：
在所述偏航集电环温度大于第二温度阈值的情况下，确定所述偏航集电环发生所述过温故障；
所述控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
第一判断步骤：判断预设时间段内的偏航集电环温度小于或等于第三温度阈值，所述第三温度阈值大于所述第二温度阈值；
第二判断步骤：在小于或等于所述第三温度阈值的情况下，判断在预设时间段结束时的偏航集电环温度是否大于所述第二温度阈值；
第一功率调整步骤：在大于所述第二温度阈值的情况下，利用预设功率调整因子调整风机运行功率，得到调整后的运行功率，控制所述风力发电机组以所述调整后的运行功率运行，返回所述第一判断步骤，直到所述偏航集电环温度在预设时间段内大于所述第三温度阈值或者所述偏航集电环温度在预设时间段结束时不大于所述第二温度阈值；
其中，所述预设功率调整因子小于1，所述调整后的运行功率为小于所述风力发电机组发生过温故障前的运行功率的功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第二判断步骤之后，所述方法还包括：
第三判断步骤：在所述偏航集电环温度小于或等于所述第二温度阈值的情况下，判断所述偏航集电环温度小于第四温度阈值的持续时长是否大于预设时长，所述第四温度阈值小于或等于所述第二温度阈值；
第二功率调整步骤：在所述持续时长大于预设时长的情况下，控制所述风力发电机组以发生过温故障前的运行状态运行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述第三判断步骤之后，所述方法还包括：
在所述持续时长小于或等于所述预设时长的情况下，控制所述风力发电机组保持运行功率不变。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行状态参数包括所述偏航集电环温度，所述多类故障包括超温故障；
所述确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障，具体包括：
在所述偏航集电环温度大于第三温度阈值的情况下，确定所述偏航集电环发生所述超温故障；
所述控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
控制所述风力发电机组停机。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏航集电环包括加热模块，所述运行状态参数包括所述偏航集电环温度，所述多类故障包括加热模块故障；
所述确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障，具体包括：
获取所述偏航集电环的外部环境温度；
在加热模块符合预设启动加热条件下的情况下，计算所述偏航集电环温度与所述偏航集电环的外部环境温度的差值，其中，所述预设启动加热条件为所述风力发电机组所处环境温度小于低温环境的临界温度值，和/或，所述偏航集电环温度小于第五温度阈值，所述第五温度阈值为判断所述偏航集电环是否处于低温运行状态的温度临界值；
在所述差值小于第一温差阈值的情况下，确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的加热模块故障；
所述控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
控制所述风力发电机组停机且停止所述风力发电机组偏航。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述偏航集电环包括多个导电环、以及与至少一个所述导电环一一对应的至少一个温度检测单元，每一温度检测单元用于采集与其对应的导电环的温度，
所述获取所述偏航集电环的运行状态参数，具体包括：
获取所述至少一个温度检测单元采集得到的至少一个导电环温度；
根据所述至少一个导电环温度，确定所述偏航集电环温度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏航集电环包括拨叉、驱动盘和监测开关，所述监测开关的第一连接端与所述拨叉连接，所述监测开关的第二连接端与所述驱动盘连接；
所述运行状态参数包括所述监测开关的通断状态参数，所述多类故障包括拨叉与驱动盘的配合故障，
所述确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少一类故障，具体包括：
在根据监测开关的通断状态参数确定所述监测开关处于断开状态的情况下，确定所述偏航集电环发生拨叉与驱动盘的配合故障；
所述控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
控制所述风力发电机组停机且停止所述风力发电机组偏航。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在确定所述偏航集电环发生所述多类故障中的至少两类故障的情况下，所述按照所述至少一类故障对应的风机控制策略，控制所述风力发电机组的运行状态，具体包括：
在所述至少两类故障对应的风机控制策略中，确定安全等级最高的风机控制策略，以及按照所述安全等级最高的风机控制策略控制所述风力发电机组的运行状态；或者
在所述至少两类故障中确定故障等级最高的一类故障，以及按照所述故障等级最高的一类故障对应的风机控制策略，控制所述风力发电机组的运行状态。
11.一种风力发电机组的控制装置，其特征在于，所述风力发电机组包括偏航集电环，
所述装置用于实现如权利要求1-10任一项所述的风力发电机组的控制方法。
12.一种风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
检测装置，用于检测所述偏航集电环的运行状态参数；
如权利要求11所述的控制装置。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，
所述检测装置包括温度检测模块；
其中，所述温度检测模块包括与偏航集电环的至少一个导电环一一对应的至少一个温度检测单元，每一温度检测单元用于采集与其对应的导电环的温度。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，
所述检测装置包括监测开关；
所述监测开关的第一连接端与所述偏航集电环的拨叉连接，所述监测开关的第二连接端与所述偏航集电环的驱动盘连接。
15.一种风力发电机组的控制设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现如权利要求1-10任意一项所述的风力发电机组的控制方法。
16.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-10任意一项所述的风力发电机组的控制方法。
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