CN114183298A - 基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统 - Google Patents

基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统。该方法包括：获取由测风装置采集的风速信号；对获取到的风速信号进行处理；针对经过处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制。本发明提供的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统能够在保证风电机组安全的可靠性基础上，优化大风情况下风电机组启机过程的控制策略，降低因大风启机导致的机组载荷增大，以及降低大风启机过程因控制转速不稳定带来的风机失速等影响，提升风电机组大风启机的稳定性和可控制性，实现机组从安全启机到平稳并网发电的稳定过渡。

Description

基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统。
背景技术
随着人类社会的不断进步与发展，常规能源的短缺以及自然环境的污染日益严重，风能作为一种可再生的绿色能源受到越来越广泛的重视。风力发电机组技术的日趋成熟，致使风电机组向着大兆瓦机组进发，随之而来的就是变桨叶片的加长加大。目前风电行业的主流机型为统一变桨距风力发电机组，因此变桨距控制方法的研究具有重要的意义，而针对大风情况下风力发电机组启机的研究更加具有现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法及系统，能够在保证风电机组安全可靠性基础上，优化大风情况下风电机组启机过程的控制策略，降低因大风启机导致的机组载荷增大以及降低大风启机过程因控制转速不稳定带来的风机失速等影响，提升风电机组大风启机的稳定性和可控制性，实现机组从安全启机到平稳并网发电的稳定过渡。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，所述方法包括：获取由测风装置采集的风速信号；对获取到的风速信号进行处理；针对经过处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制。
在一些实施方式中，测风装置包括：风速风向仪，为此方法必要的硬件输入条件，通过对双馈风力发电机组的风速及发电机转速的检测信号进行处理。
在一些实施方式中，主控制器、变桨控制器包括：可编程控制器PLC、变桨控制器；所述的可编程控制器PLC为可实现FBD及ST语言编制的控制程序语言及运行相关程序的控制器PLC；所述的变桨控制器为双馈发电机组变桨系统的控制器，可处理主控与变桨的实时通讯及根据主控给出的相关指令实现桨叶角度控制及实时反馈变桨状态给主控等功能。
在一些实施方式中，通过风电机组上的风速风向仪采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理，然后对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，从而使转速达到稳定并网状态后再启机并网。
在一些实施方式中，通过风电机组上的风速风向仪采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理；所述的的风速信号进行处理，通过风电机组上的风速风向仪采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理，得到1min平均风速。
在一些实施方式中，针对经过处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，包括：对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制。
在一些实施方式中，对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，包括：根据1min平均风速判断风电机组在待机状态下是否可以正常开桨启机；所述的风速判断，如果1min平均风速小于等于10m/s,则桨叶角度正常开桨至0度，风机达到转速并网启机发电；所述的风速判断，如果1min平均风速大于等于10m/s,则桨叶角度根据PID控制实现分段开桨，待风机达到转速并网启机发电。
在一些实施方式中，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，包括：根据PID控制实现分段开桨。
在一些实施方式中，还包括：风电机组达到转速并网启机发电。
此外，本发明还提供了一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机系统，所述系统包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据前文所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
提供一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，在保证风电机组安全的可靠性基础上，优化大风情况下风电机组启机过程的控制策略，降低因大风启机导致的机组载荷增大,以及降低大风启机过程因控制转速不稳定带来的风机失速等影响，提升风电机组大风启机的稳定性和可控制性，实现机组从安全启机到平稳并网发电的稳定过渡。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是方法框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，包括：双馈风力发电机组、风速风向仪、发电机转速检测装置、主控制器、变桨控制器等硬件设备，以及风电机组大风启机的控制逻辑和处理法方；通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理。然后对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，从而使转速达到稳定并网状态后再启机并网。
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，双馈风力发电机组、风速风向仪、发电机转速检测装置，为此方法必要的硬件输入条件，通过对双馈风力发电机组的风速及发电机转速的检测信号进行处理；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于主控制器、变桨控制器等硬件设备包括：可编程控制器PLC、变桨控制器；
所述的可编程控制器PLC为可实现FBD及ST语言编制的控制程序语言及运行相关程序的控制器PLC；
所述的变桨控制器为双馈发电机组变桨系统的控制器，可处理主控与变桨的实时通讯及根据主控给出的相关指令实现桨叶角度控制及实时反馈变桨状态给主控等功能；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于包括大风启机的控制逻辑和处理方法；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理。然后对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，从而使转速达到稳定并网状态后再启机并网；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理；
所述的风速信号进行处理，通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理，得到1min平均风速；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于根据1min平均风速判断风电机组在待机状态下，是否可以正常开桨启机。
所述的风速判断，如果1min平均风速小于等于10m/s，则桨叶角度正常开桨至0度，风机达到转速并网启机发电；
所述的风速判断，如果1min平均风速大于等于10m/s，则桨叶角度根据PID控制实现分段开桨，待风机达到转速并网启机发电；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于根据PID控制实现分段开桨；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于风电机组达到转速并网启机发电。
本发明提供了一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，如下图1所示。其特征在于包括：包括：双馈风力发电机组、风速风向仪、发电机转速检测装置、主控制器、变桨控制器等硬件设备，以及风电机组大风启机的控制逻辑和处理方法；
一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，包括：双馈风力发电机组、风速风向仪、发电机转速检测装置、主控制器、变桨控制器等硬件设备，以及风电机组大风启机的控制逻辑和处理方法；通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理。然后对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，从而使转速达到稳定并网状态后再启机并网。
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，双馈风力发电机组、风速风向仪、发电机转速检测装置，为此方法必要的硬件输入条件，通过对双馈风力发电机组的风速及发电机转速的检测信号进行处理；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于主控制器、变桨控制器等硬件设备包括：可编程控制器PLC、变桨控制器；
所述的可编程控制器PLC为可实现FBD及ST语言编制的控制程序语言及运行相关程序的控制器PLC；
所述的变桨控制器为双馈发电机组变桨系统的控制器，可处理主控与变桨的实时通讯及根据主控给出的相关指令,实现桨叶角度控制及实时反馈变桨状态给主控等功能；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于包括大风启机的控制逻辑和处理方法；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理。然后对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，从而使转速达到稳定并网状态后再启机并网；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理；
所述的的风速信号进行处理，通过风电机组上的测风装置(风速风向仪)采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理，得到1min平均风速；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于根据1min平均风速判断风电机组在待机状态下是否可以正常开桨启机。
所述的风速判断，如果1min平均风速小于等于10m/s，则桨叶角度正常开桨至0度，风机达到转速并网启机发电；
所述的风速判断，如果1min平均风速大于等于10m/s，则桨叶角度根据PID控制实现分段开桨，待风机达到转速并网启机发电；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于根据PID控制实现分段开桨；
进一步地，所述的一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法中的控制逻辑，其特征在于风电机组达到转速并网启机发电。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，应用于主控制器，其特征在于，包括：
获取由测风装置采集的风速信号；
对获取到的风速信号进行处理；
针对经过处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制。
2.根据权利要求1所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，测风装置包括：风速风向仪，为此方法必要的硬件输入条件，通过对双馈风力发电机组的风速及发电机转速的检测信号进行处理。
3.根据权利要求1所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，主控制器、变桨控制器包括：可编程控制器PLC、变桨控制器；
所述的可编程控制器PLC为可实现FBD及ST语言编制的控制程序语言及运行相关程序的控制器PLC；
所述的变桨控制器为双馈发电机组变桨系统的控制器，可处理主控与变桨的实时通讯及根据主控给出的相关指令实现桨叶角度控制及实时反馈变桨状态给主控等功能。
4.根据权利要求1所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，通过风电机组上的风速风向仪采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理，然后对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，从而使转速达到稳定并网状态后再启机并网。
5.根据权利要求1所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，通过风电机组上的风速风向仪采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理；
所述的的风速信号进行处理，通过风电机组上的风速风向仪采集风速信号传递给主控，主控对传递的风速信号进行处理,得到1min平均风速。
6.根据权利要求1所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，针对经过处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，包括：
对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制。
7.根据权利要求6所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，对处理的风速信号进行判断，风速低于限定值可正常开桨启机，包括：
根据1min平均风速判断风电机组在待机状态下,是否可以正常开桨启机；
所述的风速判断，如果1min平均风速小于等于10m/s则桨叶角度正常开桨至0度，风机达到转速并网启机发电；
所述的风速判断，如果1min平均风速大于等于10m/s则桨叶角度根据PID控制实现分段开桨，待风机达到转速并网启机发电。
8.根据权利要求6所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，否则需要通过主控制器对桨叶角度根据风速进行实时PID控制，包括：
根据PID控制实现分段开桨。
9.根据权利要求1所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法，其特征在于，还包括：
风电机组达到转速并网启机发电。
10.一种基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机系统，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求1至9任意一项所述的基于动态桨叶角的双馈风力发电机组大风启机方法。
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