CN114198250B - 风电机组的变桨控制方法和装置 - Google Patents

风电机组的变桨控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供一种风电机组的变桨控制方法和装置，该变桨控制方法包括：在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时；基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值，其中，所述累积附加桨距角值指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值。采用本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法和装置，能够有效平衡阵风过后的风电机组载荷，保护风电机组运行安全。

Description

风电机组的变桨控制方法和装置
技术领域
本发明总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种风电机组的变桨控制方法和装置。
背景技术
风电机组的防过速策略通常是识别风电机组是否处于阵风状态，若风电机组处于阵风状态，则在风电机组的变桨速率中叠加一个附加变桨速率。上述防过速策略可以有效降低风电机组的过速风险，但是当阵风完全经过风电机组后，由于附加变桨速率会在风电机组累加过高的附加桨距角值，风电机组的转速会快速跌落。这种转速大范围波动的过程会大幅度增加风电机组塔顶各部件载荷，增加风电机组运行风险。
发明内容
本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风电机组的变桨控制方法和装置，以克服上述至少一种缺陷。
在一个总体方面，提供一种风电机组的变桨控制方法，所述变桨控制方法包括：在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时；基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值，其中，所述累积附加桨距角值指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值。
可选地，基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作的步骤可包括：根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段；基于与风电机组当前所处的开桨阶段对应的开桨控制方式，控制风电机组执行开桨动作。
可选地，所述开桨阶段可包括加速开桨阶段、恒速开桨阶段、减速开桨阶段，其中，加速开桨阶段位于恒速开桨阶段之前，恒速开桨阶段位于减速开桨阶段之前。
可选地，根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段的步骤可包括：确定当前的计时时长是否小于加速开桨阶段的持续时间；如果当前的计时时长小于加速开桨阶段的持续时间，则确定风电机组当前所处的开桨阶段为加速开桨阶段；如果当前的计时时长不小于加速开桨阶段的持续时间，则确定当前的计时时长是否小于恒速开桨阶段的持续时间；如果当前的计时时长小于恒速开桨阶段的持续时间，则确定风电机组当前所处的开桨阶段为恒速开桨阶段；如果当前的计时时长不小于恒速开桨阶段的持续时间，则确定风电机组当前所处的开桨阶段为减速开桨阶段。
可选地，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作的步骤可包括：在加速开桨阶段，以第一变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化，在恒速开桨阶段，以第二变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化，在减速开桨阶段，以第三变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。
可选地，第一变桨速率值根据第一变桨加速度值和计时时长来确定，第二变桨速率值根据第一变桨加速度值和加速开桨阶段的持续时间来确定，第三变桨速率值根据第二变桨速率值、第二变桨加速度值、计时时长、加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间来确定。
可选地，第一变桨速率值为第一变桨加速度值与计时时长的乘积，和/或，第二变桨速率值为第一变桨加速度值与加速开桨阶段的持续时间的乘积，和/或，可通过以下方式获得第三变桨速率值：计算计时时长与加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间的时间差值，计算第二变桨加速度值与所述时间差值的乘积，计算第二变桨速率值与所述乘积之和，并将所述和与零中的最小值确定为第三变桨速率值。
可选地，第一变桨加速度值可根据所述累积附加桨距角值和每个开桨阶段对应的持续时间来确定，和/或，第二变桨加速度值可根据加速开桨阶段的持续时间、减速开桨阶段的持续时间和第一变桨加速度值来确定。
可选地，可通过以下方式获得第一变桨加速度值：基于加速开桨阶段的持续时间的平方值，获得第一中间值，将加速开桨阶段的持续时间与恒速开桨阶段的持续时间的乘积，确定为第二中间值，基于加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的乘积，获得第三中间值，计算第一中间值、第二中间值、第三中间值之和，将所述累积附加桨距角值与所述和的比值，确定为第一变桨加速度值，和/或，可通过以下方式获得第二变桨加速度值：计算加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的比值，取第一变桨加速度值与所述比值的乘积的负值，并将所述负值确定为第二变桨加速度值。
可选地，加速开桨阶段的持续时间小于恒速开桨阶段的持续时间，加速开桨阶段的持续时间小于减速开桨阶段的持续时间，和/或，恒速开桨阶段的持续时间大于减速开桨阶段的持续时间。
可选地，可通过以下方式确定风电机组穿越阵风的时刻：确定风电机组的转速变化率；将风电机组的转速变化率与设定值进行比较；当风电机组的转速变化率小于所述设定值、且持续时间大于时间阈值时，将当前时刻确定为风电机组穿越阵风的时刻。
在另一总体方面，提供一种风电机组的变桨控制装置，所述变桨控制装置包括：计时模块，在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时；开桨控制模块，基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值，其中，所述累积附加桨距角值指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值。
在另一总体方面，提供一种控制器，包括：处理器；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电机组的变桨控制方法。
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如上述的风电机组的变桨控制方法。
采用本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法和装置，通过在不同开桨阶段以相应的开桨动作来释放掉累积附加桨距角值，使得变桨速率的变化更为平稳，从而可以有效平衡阵风过后的风电机组载荷，保护风电机组运行安全。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本发明示例性实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚。
图1示出根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法的流程图；
图2示出根据本发明示例性实施例的在不同开桨阶段释放累积附加桨距角值的变桨速率值的示意图；
图3示出根据本发明示例性实施例的确定风电机组当前所处的开桨阶段的步骤的流程图；
图4示出根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制装置的框图；
图5示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
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。
当确定风电机组处于阵风状态时，可以通过在风电机组已有的桨距角值上叠加一个附加桨距角值，来防止风电机组发生过速。在阵风完全经过风电机组之后，可以基于本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法，通过采用特定的开桨动作释放掉累积附加桨距角值，从而有效平衡阵风过后的风电机组载荷，保护风电机组的运行安全。
在本发明示例性实施例中，风电机组已有的桨距角值可指风电机组在已有的各种控制策略下的桨距角值。例如，可包括风电机组在转速控制策略下的变桨速率值。
图1示出根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法的流程图。
参照图1，在步骤S10中，在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时。
这里，风电机组穿越阵风的时刻可指阵风完全经过风电机组的时刻。
例如，可基于风电机组的转速变化率来确定风电机组穿越阵风的时刻。作为示例，可将风电机组的转速变化率小于设定值、且持续时间大于时间阈值的时刻确定为风电机组穿越阵风的时刻。
在步骤S20中，基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值。
这里，累积附加桨距角值可指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值。也就是说，基于上述的开桨动作，能够将额外施加的累积附加桨距角值完全释放掉，对于基于已有的控制策略所产生的桨距角值不改变。
例如，可预先定义多个开桨阶段，根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段，基于与风电机组当前所处的开桨阶段对应的开桨控制方式，控制风电机组执行开桨动作。
在一示例中，开桨阶段可包括但不限于：加速开桨阶段、恒速开桨阶段、减速开桨阶段。
图2示出根据本发明示例性实施例的在不同开桨阶段释放累积附加桨距角值的变桨速率值的示意图。
如图2所示，开桨阶段被分成三个阶段，阶段1表示加速开桨阶段，阶段2表示恒速开桨阶段，阶段3表示减速开桨阶段，横坐标表示时间，纵坐标表示变桨速率。
作为示例，加速开桨阶段位于恒速开桨阶段之前，恒速开桨阶段位于减速开桨阶段之前。也就是说，本发明示例性实施例中的开桨动作过程为：先加速开桨、再恒速开桨、最后减速开桨，以释放掉累积附加桨距角值。
现有的开桨控制方式为：在风电机组穿越阵风之后，直接基于恒定变桨速率来进行开桨，即，采用恒速开桨控制方式，相当于针对桨距角值的变桨速率从零直接跳变为一恒定值。
以图2所示为例，现有的开桨控制方式相当于变桨速率从零直接跳变为-0.6，使得桨距角值在一个周期内发生较大的变桨加速度，增加了风电机组的运行风险。然而在本发明示例性实施例中，通过加速、恒速、减速的开桨过程，使得变桨速率的变化更为平稳。
这里，可以针对每个开桨阶段预先设置对应的持续时间，在一可选示例中，加速开桨阶段的持续时间小于恒速开桨阶段的持续时间，加速开桨阶段的持续时间小于减速开桨阶段的持续时间，恒速开桨阶段的持续时间大于减速开桨阶段的持续时间。在本发明示例性实施例中，通过先执行加速开桨过程使得累积附加桨距角值可以被快速释放，与此同时，通过延长恒速开桨阶段的持续时间，来进一步确保变桨速率的平稳变化。
在图2所示的示例中，可假设加速开桨阶段的持续时间为t1，恒速开桨阶段持续时间为t2，减速开桨阶段持续时间为t3，在这三个开桨阶段分别对应的变桨速率值为v1、v2、v3，各开桨阶段分别对应的变桨加速度值为a1、0、a2。
下面分别介绍针对不同开桨阶段的开桨控制方式。
在加速开桨阶段，以第一变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。这里，第一变桨速率值随计时时长的增加而变化。
例如，第一变桨速率值可根据第一变桨加速度值和计时时长来确定。作为示例，第一变桨速率值为第一变桨加速度值与计时时长的乘积。
在一示例中，可利用如下公式来确定第一变桨速率值：
v1＝a1×t (1)
公式(1)中，v1表示第一变桨速率值，a1表示第一变桨加速度值，t表示计时时长。
例如，第一变桨加速度值可根据累积附加桨距角值和每个开桨阶段对应的持续时间来确定。
作为示例，第一变桨加速度值可通过以下方式来获得：基于加速开桨阶段的持续时间的平方值，获得第一中间值，将加速开桨阶段的持续时间与恒速开桨阶段的持续时间的乘积，确定为第二中间值，基于加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的乘积，获得第三中间值，计算第一中间值、第二中间值、第三中间值之和，将累积附加桨距角值与计算得到的和的比值，确定为第一变桨加速度值。
在一示例中，可利用如下公式来确定第一变桨加速度值：
公式(2)中，a1表示第一变桨加速度值，β表示累积附加桨距角值，t1表示加速开桨阶段的持续时间，t2表示恒速开桨阶段的持续时间，t3表示减速开桨阶段的持续时间。
在恒速开桨阶段，以第二变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。这里，第二变桨速率值为一恒值。
例如，第二变桨速率值可根据第一变桨加速度值和加速开桨阶段的持续时间来确定。作为示例，第二变桨速率值为第一变桨加速度值与加速开桨阶段的持续时间的乘积。
在一示例中，可利用如下公式来确定第二变桨速率值：
v2＝a1×t1 (3)
公式(3)中，v2表示第二变桨速率值，a1表示第一变桨加速度值，t1表示加速开桨阶段的持续时间。
在减速开桨阶段，以第三变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。这里，如果确定完全释放掉累积附加桨距角值，则开桨过程结束。
例如，第三变桨速率值可根据第二变桨速率值、第二变桨加速度值、计时时长、加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间来确定。这里，第一变桨速率值、第二变桨速率值、第三变桨速率值的取值不同。
作为示例，第三变桨速率值可通过以下方式来获得：计算计时时长与加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间的时间差值，计算第二变桨加速度值与上述时间差值的乘积，计算第二变桨速率值与计算得到的乘积之和，并将该和与零中的最小值确定为第三变桨速率值。
在一示例中，可利用如下公式来确定第三变桨速率值：
v3＝min(v2+a2×(t-t1-t2),0) (4)
公式(4)中，v3表示第三变桨速率值，v2表示第二变桨速率值，a2表示第二变桨加速度值，t表示计时时长，t1表示加速开桨阶段的持续时间，t2表示恒速开桨阶段的持续时间。也就是说，第三变桨速率值也随计时时长的增加而变化。
例如，第二变桨加速度值可根据加速开桨阶段的持续时间、减速开桨阶段的持续时间和第一变桨加速度值来确定。
作为示例，第二变桨加速度值可通过以下方式来获得：计算加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的比值，取第一变桨加速度值与上述比值的乘积的负值，并将该负值确定为第二变桨加速度值。
在一示例中，可利用如下公式来确定第二变桨加速度值：
公式(5)中，a2表示第二变桨加速度值，a1表示第一变桨加速度值，t1表示加速开桨阶段的持续时间，t3表示减速开桨阶段的持续时间。
下面参照图3来介绍根据计时时长确定风电机组当前所处的开桨阶段的过程。
图3示出根据本发明示例性实施例的确定风电机组当前所处的开桨阶段的步骤的流程图。
参照图3，在步骤S101中，确定风电机组的转速变化率。
在步骤S102中，将风电机组的转速变化率与设定值进行比较，即，确定风电机组的转速变化率是否小于设定值。
这里，可基于风电机组阵风穿越时刻的历史数据来确定设定值的大小，或者还可以依据本领域技术人员的经验来确定设定值的大小。
如果确定风电机组的转速变化率不小于(即，大于或者等于)设定值，则表明风电机组仍处于阵风状态之下，此时返回步骤S101继续确定风电机组的转速变化率。
如果确定风电机组的转速变化率小于设定值，则执行步骤S103：确定风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间。
在步骤S104中，确定风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间是否大于时间阈值。
这里，可基于风电机组阵风穿越时刻的历史数据来确定时间阈值的大小，或者还可以依据本领域技术人员的经验来确定时间阈值的大小。
如果风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间不大于(即，小于或者等于)时间阈值，则表明风电机组仍处在阵风状态之下，此时执行步骤S105：继续累积附加桨距角值，即，风电机组继续根据防过速控制策略来施加附加桨矩角值。
如果风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间大于时间阈值，则表明阵风已经完全经过风电机组，此时执行步骤S106：确定当前的计时时长是否小于加速开桨阶段的持续时间。
也就是说，在风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间大于时间阈值的时刻为风电机组穿越阵风的时刻，此时开始计时，假设计时时间为t，此时开始通过开桨动作来释放累积附加桨矩角值。
如果当前的计时时长t小于加速开桨阶段的持续时间t1，则执行步骤S107：确定风电机组当前所处的开桨阶段为加速开桨阶段。
如果当前的计时时长t不小于(即，大于或者等于)加速开桨阶段的持续时间t1，则执行步骤S108：确定当前的计时时长t是否小于恒速开桨阶段的持续时间t2。
如果当前的计时时长t小于恒速开桨阶段的持续时间t2，则执行步骤S109：确定风电机组当前所处的开桨阶段为恒速开桨阶段。
如果当前的计时时长t不小于恒速开桨阶段的持续时间t2，则执行步骤S110：确定风电机组当前所处的开桨阶段为减速开桨阶段。
图4示出根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制装置的框图。
如图4所示，根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制装置100包括：计时模块101和开桨控制模块102。
具体说来，计时模块101在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时。
这里，风电机组穿越阵风的时刻可指阵风完全经过风电机组的时刻。
例如，计时模块101可基于风电机组的转速变化率来确定风电机组穿越阵风的时刻。作为示例，计时模块101可将风电机组的转速变化率小于设定值、且持续时间大于时间阈值的时刻确定为风电机组穿越阵风的时刻。
开桨控制模块102基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值。
这里，累积附加桨距角值可指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值。
例如，开桨控制模块102可预先定义多个开桨阶段，根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段，基于与风电机组当前所处的开桨阶段对应的开桨控制方式，控制风电机组执行开桨动作。
在一示例中，开桨阶段可包括但不限于：加速开桨阶段、恒速开桨阶段、减速开桨阶段。
作为示例，加速开桨阶段位于恒速开桨阶段之前，恒速开桨阶段位于减速开桨阶段之前。在一可选示例中，加速开桨阶段的持续时间小于恒速开桨阶段的持续时间，加速开桨阶段的持续时间小于减速开桨阶段的持续时间，恒速开桨阶段的持续时间大于减速开桨阶段的持续时间。
下面分别介绍针对不同开桨阶段的开桨控制方式。
在加速开桨阶段，开桨控制模块102可以以第一变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。这里，第一变桨速率值随计时时长的增加而变化。
例如，第一变桨速率值可根据第一变桨加速度值和计时时长来确定。作为示例，第一变桨速率值为第一变桨加速度值与计时时长的乘积。
例如，第一变桨加速度值可根据累积附加桨距角值和每个开桨阶段对应的持续时间来确定。
作为示例，第一变桨加速度值可通过以下方式来获得：基于加速开桨阶段的持续时间的平方值，获得第一中间值，将加速开桨阶段的持续时间与恒速开桨阶段的持续时间的乘积，确定为第二中间值，基于加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的乘积，获得第三中间值，计算第一中间值、第二中间值、第三中间值之和，将累积附加桨距角值与计算得到的和的比值，确定为第一变桨加速度值。
在恒速开桨阶段，开桨控制模块102可以以第二变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。这里，第二变桨速率值为一恒值。
例如，第二变桨速率值可根据第一变桨加速度值和加速开桨阶段的持续时间来确定。作为示例，第二变桨速率值为第一变桨加速度值与加速开桨阶段的持续时间的乘积。
在减速开桨阶段，开桨控制模块102可以以第三变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。这里，如果确定完全释放掉累积附加桨距角值，则开桨过程结束。
例如，第三变桨速率值可根据第二变桨速率值、第二变桨加速度值、计时时长、加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间来确定。
作为示例，第三变桨速率值可通过以下方式来获得：计算计时时长与加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间的时间差值，计算第二变桨加速度值与上述时间差值的乘积，计算第二变桨速率值与计算得到的乘积之和，并将该和与零中的最小值确定为第三变桨速率值。
例如，第二变桨加速度值可根据加速开桨阶段的持续时间、减速开桨阶段的持续时间和第一变桨加速度值来确定。
作为示例，第二变桨加速度值可通过以下方式来获得：计算加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的比值，取第一变桨加速度值与上述比值的乘积的负值，并将该负值确定为第二变桨加速度值。
下面介绍开桨控制模块102根据计时时长确定风电机组当前所处的开桨阶段的过程。
例如，计时模块101确定风电机组的转速变化率，将风电机组的转速变化率与设定值进行比较。
如果确定风电机组的转速变化率不小于设定值，则计时模块101继续确定风电机组的转速变化率。如果确定风电机组的转速变化率小于设定值，则计时模块101确定风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间，并判断风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间是否大于时间阈值。
如果风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间不大于时间阈值，则继续累积附加桨距角值，即，风电机组继续根据防过速控制策略来施加附加桨矩角值。
如果风电机组的转速变化率小于设定值的持续时间大于时间阈值，则计时模块101开始计时，开桨控制模块102确定当前的计时时长是否小于加速开桨阶段的持续时间。
如果当前的计时时长小于加速开桨阶段的持续时间，则开桨控制模块102确定风电机组当前所处的开桨阶段为加速开桨阶段。
如果当前的计时时长不小于加速开桨阶段的持续时间，则开桨控制模块102确定当前的计时时长是否小于恒速开桨阶段的持续时间。如果当前的计时时长小于恒速开桨阶段的持续时间，则开桨控制模块102确定风电机组当前所处的开桨阶段为恒速开桨阶段。如果当前的计时时长不小于恒速开桨阶段的持续时间，则开桨控制模块102确定风电机组当前所处的开桨阶段为减速开桨阶段。
图5示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
如图5所示，根据本发明示例性实施例的控制器200包括：处理器201和存储器202。
具体说来，存储器202用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器201执行时实现上述的风电机组的变桨控制方法。
这里，图1所示的风电机组的变桨控制方法可在图5所示的处理器201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201中的各个模块。
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电机组的变桨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)。
根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法和装置，可以使得风电机组防过速功能转速变化更加平稳，有效降低了风电机组的塔顶极限载荷，例如，可降低塔顶极限载荷5％-10％，从而保证了风电机组的运行安全。
此外，根据本发明示例性实施例的风电机组的变桨控制方法和装置，针对已施加的累积附加桨矩角值，在风电机组穿越阵风的时刻，按照预先规划的时间条件释放累积附加桨距角值，以降低风电机组的塔顶极限载荷。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (12)

1.一种风电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法包括：
在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时，其中，风电机组穿越阵风的时刻为阵风完全经过风电机组的时刻；
基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值，
其中，所述累积附加桨距角值指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值；
其中，基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作的步骤包括：
根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段；
基于与风电机组当前所处的开桨阶段对应的开桨控制方式，控制风电机组执行开桨动作；
其中，所述开桨阶段包括加速开桨阶段、恒速开桨阶段、减速开桨阶段，
其中，加速开桨阶段位于恒速开桨阶段之前，恒速开桨阶段位于减速开桨阶段之前。
2.根据权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段的步骤包括：
确定当前的计时时长是否小于加速开桨阶段的持续时间；
如果当前的计时时长小于加速开桨阶段的持续时间，则确定风电机组当前所处的开桨阶段为加速开桨阶段；
如果当前的计时时长不小于加速开桨阶段的持续时间，则确定当前的计时时长是否小于恒速开桨阶段的持续时间；
如果当前的计时时长小于恒速开桨阶段的持续时间，则确定风电机组当前所处的开桨阶段为恒速开桨阶段；
如果当前的计时时长不小于恒速开桨阶段的持续时间，则确定风电机组当前所处的开桨阶段为减速开桨阶段。
3.根据权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作的步骤包括：
在加速开桨阶段，以第一变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化，
在恒速开桨阶段，以第二变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化，
在减速开桨阶段，以第三变桨速率值控制风电机组的桨距角值变化。
4.根据权利要求3所述的变桨控制方法，其特征在于，第一变桨速率值根据第一变桨加速度值和计时时长来确定，
第二变桨速率值根据第一变桨加速度值和加速开桨阶段的持续时间来确定，
第三变桨速率值根据第二变桨速率值、第二变桨加速度值、计时时长、加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间来确定。
5.根据权利要求4所述的变桨控制方法，其特征在于，第一变桨速率值为第一变桨加速度值与计时时长的乘积，
和/或，第二变桨速率值为第一变桨加速度值与加速开桨阶段的持续时间的乘积，
和/或，通过以下方式获得第三变桨速率值：
计算计时时长与加速开桨阶段的持续时间、恒速开桨阶段的持续时间的时间差值，
计算第二变桨加速度值与所述时间差值的乘积，
计算第二变桨速率值与所述乘积之和，并将所述和与零中的最小值确定为第三变桨速率值。
6.根据权利要求4所述的变桨控制方法，其特征在于，第一变桨加速度值根据所述累积附加桨距角值和每个开桨阶段对应的持续时间来确定，
和/或，第二变桨加速度值根据加速开桨阶段的持续时间、减速开桨阶段的持续时间和第一变桨加速度值来确定。
7.根据权利要求6所述的变桨控制方法，其特征在于，通过以下方式获得第一变桨加速度值：
基于加速开桨阶段的持续时间的平方值，获得第一中间值，
将加速开桨阶段的持续时间与恒速开桨阶段的持续时间的乘积，确定为第二中间值，
基于加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的乘积，获得第三中间值，
计算第一中间值、第二中间值、第三中间值之和，
将所述累积附加桨距角值与所述和的比值，确定为第一变桨加速度值，
和/或，通过以下方式获得第二变桨加速度值：
计算加速开桨阶段的持续时间与减速开桨阶段的持续时间的比值，
取第一变桨加速度值与所述比值的乘积的负值，并将所述负值确定为第二变桨加速度值。
8.根据权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，加速开桨阶段的持续时间小于恒速开桨阶段的持续时间，加速开桨阶段的持续时间小于减速开桨阶段的持续时间，
和/或，恒速开桨阶段的持续时间大于减速开桨阶段的持续时间。
9.根据权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，通过以下方式确定风电机组穿越阵风的时刻：
确定风电机组的转速变化率；
将风电机组的转速变化率与设定值进行比较；
当风电机组的转速变化率小于所述设定值、且持续时间大于时间阈值时，将当前时刻确定为风电机组穿越阵风的时刻。
10.一种风电机组的变桨控制装置，其特征在于，所述变桨控制装置包括：
计时模块，在确定风电机组穿越阵风的时刻，开始计时，其中，风电机组穿越阵风的时刻为阵风完全经过风电机组的时刻；
开桨控制模块，基于计时时长，在不同开桨阶段采用相应的开桨控制方式控制风电机组执行开桨动作，以释放掉累积附加桨距角值，
其中，所述累积附加桨距角值指为防止在阵风状态下风电机组过速所额外施加的桨距角值；
其中，所述开桨控制模块，还包括：
根据当前的计时时长，确定风电机组当前所处的开桨阶段；
基于与风电机组当前所处的开桨阶段对应的开桨控制方式，控制风电机组执行开桨动作；
其中，所述开桨阶段包括加速开桨阶段、恒速开桨阶段、减速开桨阶段，
其中，加速开桨阶段位于恒速开桨阶段之前，恒速开桨阶段位于减速开桨阶段之前。
11.一种控制器，其特征在于，包括：
处理器；
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9中任意一项所述的风电机组的变桨控制方法。
12.一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9中任意一项所述的风电机组的变桨控制方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011140818A1 (zh) * 2010-05-14 2011-11-17 广西银河艾万迪斯风力发电有限公司 强风下风力发电机组的控制方法
CN102562446A (zh) * 2010-12-10 2012-07-11 德国恩德能源有限公司 用于操作变桨距的风力涡轮机的方法
CN102777318A (zh) * 2011-05-11 2012-11-14 许继集团有限公司 一种兆瓦级风力发电机组变桨距系统运动控制方法
CN109236566A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 南京风电科技有限公司 一种避免风速突增导致的风机叶片超速的控制方法
KR20190063655A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 (주)설텍 풍력터빈 제어시스템의 피치제어기
CN109958576A (zh) * 2017-12-26 2019-07-02 新疆金风科技股份有限公司 控制风力发电机组的转速的方法和装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2401857B1 (es) * 2011-01-31 2014-03-10 Gamesa Innovation & Technology S.L. Métodos y sistemas de control de aerogeneradores mejorados.
WO2013091638A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Vestas Wind Systems A/S Control method for a wind turbine, and wind turbine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011140818A1 (zh) * 2010-05-14 2011-11-17 广西银河艾万迪斯风力发电有限公司 强风下风力发电机组的控制方法
CN102562446A (zh) * 2010-12-10 2012-07-11 德国恩德能源有限公司 用于操作变桨距的风力涡轮机的方法
CN102777318A (zh) * 2011-05-11 2012-11-14 许继集团有限公司 一种兆瓦级风力发电机组变桨距系统运动控制方法
KR20190063655A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 (주)설텍 풍력터빈 제어시스템의 피치제어기
CN109958576A (zh) * 2017-12-26 2019-07-02 新疆金风科技股份有限公司 控制风力发电机组的转速的方法和装置
CN109236566A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 南京风电科技有限公司 一种避免风速突增导致的风机叶片超速的控制方法

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