CN114215687A - 风电机组最大功率跟踪控制方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

风电机组最大功率跟踪控制方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提出一种风电机组最大功率跟踪控制方法、装置、设备和存储介质，其中，方法包括：获取风电机组中发电机的当前转矩；获取风电机组的来流风速；获取风电机组所处位置的空气密度；根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数；根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。由此，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。

Description

风电机组最大功率跟踪控制方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本公开涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电机组最大功率跟踪控制方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
在相关技术中，最大功率跟踪控制技术都是根据仿真结果得出的机组最大风能利用率，仅在投运前进行测试修改，而在机组实际运行过程中作为常量不再调整。
风电机组(例如，单风轮风电机组和双风轮风电机组)在运行过程中，来流风况复杂，受湍流影响、阵风、极端风况影响，尤其前后风轮气动干涉及耦合作用影响明显，给定的常数无法保证机组运行于最大风能利用率的情况。
发明内容
本公开旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
为此，本公开的第一个目的在于提出一种风电机组最大功率跟踪控制方法，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
本公开第二方面实施例提出一种风电机组最大功率跟踪控制装置。
本公开第三方面实施例提出一种电子设备。
本公开第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本公开第一方面实施例提出了一种风电机组最大功率跟踪控制方法，包括：获取风电机组中发电机的当前转矩；获取所述风电机组的来流风速；获取所述风电机组所处位置的空气密度；根据所述当前转矩、所述来流风速和所述空气密度，计算所述发电机的修正系数；根据所述修正系数对所述当前转矩进行修正，以确定所述发电机的目标转矩。
根据本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法，首先获取风电机组中发电机的当前转矩，并获取风电机组的来流风速，以及获取风电机组所处位置的空气密度，然后根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数，最后根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。由此，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
另外，根据本公开上述实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本公开的一个实施例中，所述获取风电机组中发电机的当前转矩，包括：获取所述发电机的当前转速；根据所述当前转速和所述发电机的初始转矩系数，确定所述当前转矩。
在本公开的一个实施例中，通过以下公式计算所述发电机的修正系数：
N＝MρV/(ω3)
其中，N为所述发电机的修正系数，M为所述发电机的相关常数，ρ为所述空气密度，V为所述来流风速，ω为所述发电机的当前转速。
在本公开的一个实施例中，所述根据所述修正系数对所述当前转矩进行修正，以确定所述发电机和的目标转矩，包括：将所述修正系数和所述当前转矩相乘，以得到所述目标转矩。
在本公开的一个实施例中，所述风电机组包括双风轮风电机组。
为达到上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种风电机组最大功率跟踪控制装置，包括：第一获取模块，用于获取风电机组中发电机的当前转矩；第二获取模块，用于获取所述风电机组的来流风速；第三获取模块，用于获取所述风电机组所处位置的空气密度；计算模块，用于根据所述当前转矩、所述来流风速和所述空气密度，计算所述发电机的修正系数；确定模块，用于根据所述修正系数对所述当前转矩进行修正，以确定所述发电机的目标转矩。
本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制装置，首先通过第一获取模块获取风电机组中发电机的当前转矩，并通过第二获取模块获取风电机组的来流风速，以及通过第三获取模块获取风电机组所处位置的空气密度，然后通过计算模块根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数，最后通过确定模块根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。由此，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
另外，根据本公开上述实施例的风电机组最大功率跟踪控制装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本公开的一个实施例中，所述计算模块通过以下公式计算所述发电机的修正系数：
N＝MρV/(ω3)
其中，N为所述发电机的修正系数，M为所述发电机的相关常数，ρ为所述空气密度，V为所述来流风速，ω为所述发电机的当前转速。
在本公开的一个实施例中，所述确定模块，具体用于：将所述修正系数和所述当前转矩相乘，以得到所述目标转矩。
本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如前述第一方面实施例所述的风电机组最大功率跟踪控制方法。
本公开实施例的电子设备，通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
本公开第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现如前述第一方面实施例所述的风电机组最大功率跟踪控制方法。
本公开实施例的计算机可读存储介质，通过存储计算机程序并被处理器执行，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本公开一个实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法的流程示意图；
图2为根据本公开另一个实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法的流程示意图；
图3为根据本公开一个实施例的风电机组最大功率跟踪控制装置的方框示意图；以及
图4为根据本公开一个实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
下面参照附图描述本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法、装置、设备和存储介质。
本公开实施例提供的风电机组最大功率跟踪控制方法，可以由电子设备来执行，该电子设备可为PC(Personal Computer，个人计算机)电脑、控制器、控制设备或服务器等，其中，该控制器可设置在风电机组中，此处不做任何限定。
在本公开实施例中，电子设备中可以设置有处理组件、存储组件和驱动组件。可选的，该驱动组件和处理组件可以集成设置，该存储组件可以存储操作系统、应用程序或其他程序模块，该处理组件通过执行存储组件中存储的应用程序来实现本公开实施例提供的风电机组最大功率跟踪控制方法。
图1为根据本公开一个实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法的流程示意图。
本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法，还可由本公开实施例提供的风电机组最大功率跟踪控制装置执行，该装置可配置于电子设备中，以实现获取风电机组中发电机的当前转矩，并获取风电机组的来流风速，以及获取风电机组所处位置的空气密度，而后根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数，并根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩，从而实现风电机组的最大功率跟踪。
作为一种可能的情况，本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法还可以在服务器端执行，服务器可以为云服务器，可以在云端执行该风电机组最大功率跟踪控制方法，其中，该云服务器可与风电机组进行实时通信。
如图1所示，该风电机组最大功率跟踪控制方法，可包括：
步骤101，获取风电机组中发电机的当前转矩。其中，风电机组可包括双风轮风电机组，即风电机组中包括两个发电机。
为了清楚说明上一实施例，在本公开的一个实施例中，如图2所示，获取风电机组中发电机的当前转矩，可包括：
步骤201，获取发电机的当前转速。
在本公开实施例中，可通过设置在发电机上的转速传感器，实时获取该发电机的当前转速。
步骤202，根据当前转速和发电机的初始转矩系数，确定当前转矩。
需要说明的是，该实施例中所描述的初始转矩系数可有相关人员根据需求提前设定好，并可预先存储在电子设备的存储空间中，以便于后续使用。
具体地，电子设备可先通过设置在发电机上的转速传感器，实时获取该发电机的当前转速，并从自身的存储空间中调出发电机的初始转矩系数，然后根据该当前转速和该初始转矩系数，确定当前转矩，例如，可通过下述公式(1)计算得到该当前转矩：
Te＝K0ω2 (1)
其中，Te可为当前转矩，K0可为初始转矩系，ω可为当前转速。
作为一种可能的情况，还可在上述的风电机组中设置转矩传感器，可直接通过该转矩传感器获取风电机组中发电机的当前转矩。
在本公开实施例中，若风电机组为双风轮风电机组，可通过上述公式(1)分别计算双风轮风电机组中第一发电机的第一当前转矩和第二发电机的第二当前转矩。
步骤102，获取风电机组的来流风速。
在本公开实施例中，可通过设置在风电机组上的风速传感器或测风装置，实时检测该风电机组的来流风速。应说明的是，该实施例中所描述的风速传感器或测风装置可设置在风电机组的顶端，即靠近风轮的位置。
步骤103，获取风电机组所处位置的空气密度。
在本公开实施例中，可通过设置在风电机组上的空气密度传感器，实时检测该风电机组所处位置的空气密度。应说明的是，该实施例中所描述的空气密度传感器也可设置在风电机组的顶端，即靠近风轮的位置。
具体地，电子设备在获取到风电机组中发电机的当前转矩之后，可通过上述的风速传感器或测风装置实时检测该风电机组的来流风速，并通过上述的空气密度传感器实时检测该风电机组所处位置的空气密度，以得到实时(当前)的来流风速和空气密度。
步骤104，根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数。
为了清楚说明上一实施例，在本公开的一个实施例中，可通过以下公式(2)计算发电机的修正系数：
N＝MρV/(ω3) (2)
其中，N为发电机的修正系数，M为发电机的相关常数，ρ为空气密度，V为来流风速，ω为发电机的当前转速。
具体地，电子设备在得到上述的来流风速和空气密度之后，可基于上述的当前转矩、来流风速和空气密度并根据上述公式(2)计算出上述发电机的修正系数。
需要说明的是，上述实施例中所描述的发电机的相关常数可为风轮机组固有特性相关的常数。
在本公开实施例中，若风电机组为双风轮风电机组，可基于上述的双风轮风电机组中第一发电机的第一当前转矩、第二发电机的第二当前转矩、来流风速和空气密度并根据上述公式(2)分别计算出第一发电机的第一修正系数和第二发电机的第二修正系数。
具体地，可将第一发电机的相关常数、第一发电机的第一当前转矩、来流风速和空气密度代入上述公式(2)计算出第一发电机的第一修正系数；可将第二发电机的相关常数、第二发电机的第二当前转矩、来流风速和空气密度代入上述公式(2)计算出第二发电机的第二修正系数。应说明的是，该实施例中所描述的第一发电机的相关常数和第二发电机的相关常数可分别为与前后风轮机组固有特性相关的常数。
步骤105，根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。
为了清楚说明上一实施例，在本公开的一个实施例中，根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机和的目标转矩，可包括：将修正系数和当前转矩相乘，以得到目标转矩。
具体地，电子设备在得到上述的上述发电机的修正系数之后，可将该修正系数和当前转矩的乘积，作为目标转矩。
进一步地，电子设备在得到目标转矩之后，可根据该目标转矩对风电机组的发电机进行控制，从而能够实现风电机组的最大功率跟踪，进而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
在本公开实施例中，若风电机组为双风轮风电机组，则可将上述的第一修正系数和第一当前转矩的乘积，作为第一目标转矩；可将上述的第二修正系数和第二当前转矩的乘积，作为第二目标转矩。其中，第一目标转矩可为双风轮风电机组中前风轮机组的发电机对应的目标转矩，第二目标转矩可为双风轮风电机组中后风轮机组的发电机对应的目标转矩。
综上，根据本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制方法，首先获取风电机组中发电机的当前转矩，并获取风电机组的来流风速，以及获取风电机组所处位置的空气密度，然后根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数，最后根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。由此，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
图3为根据本公开一个实施例的风电机组最大功率跟踪控制装置的方框示意图。
本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制装置，可配置于电子设备中，以实现获取风电机组中发电机的当前转矩，并获取风电机组的来流风速，以及获取风电机组所处位置的空气密度，而后根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数，并根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩，从而实现风电机组的最大功率跟踪。
如图3所示，该风电机组最大功率跟踪控制装置300，可包括：第一获取模块310、第二获取模块320、第三获取模块330、计算模块340和确定模块350。
其中，第一获取模块310用于获取风电机组中发电机的当前转矩。
第二获取模块320用于获取风电机组的来流风速。
第三获取模块330用于获取风电机组所处位置的空气密度。
计算模块340用于根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数。
确定模块350用于根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。
在本公开的一个实施例中，计算模块340通过以下公式计算发电机的修正系数：
N＝MρV/(ω3)
其中，N为发电机的修正系数，M为发电机的相关常数，ρ为空气密度，V为来流风速，ω为发电机的当前转速。
在本公开的一个实施例中，确定模块350具体用于：将修正系数和当前转矩相乘，以得到目标转矩。
综上，本公开实施例的风电机组最大功率跟踪控制装置，首先通过第一获取模块获取风电机组中发电机的当前转矩，并通过第二获取模块获取风电机组的来流风速，以及通过第三获取模块获取风电机组所处位置的空气密度，然后通过计算模块根据当前转矩、来流风速和空气密度，计算发电机的修正系数，最后通过确定模块根据修正系数对当前转矩进行修正，以确定发电机的目标转矩。由此，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
为了实现上述实施例，如图4所示，本公开还提出一种电子设备400，包括存储器410、处理器420及存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序，处理器420执行程序，以实现本公开前述实施例提出的风电机组最大功率跟踪控制方法。
本公开实施例的电子设备，通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
为了实现上述实施例，本公开还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以实现本公开前述实施例提出的风电机组最大功率跟踪控制方法。
本公开实施例的计算机可读存储介质，通过存储计算机程序并被处理器执行，能够实现风电机组的最大功率跟踪，从而提升风电机组的发电量，增加风电机组的整体收益。
在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种风电机组最大功率跟踪控制方法，其特征在于，包括：
获取风电机组中发电机的当前转矩；
获取所述风电机组的来流风速；
获取所述风电机组所处位置的空气密度；
根据所述当前转矩、所述来流风速和所述空气密度，计算所述发电机的修正系数；
根据所述修正系数对所述当前转矩进行修正，以确定所述发电机的目标转矩。
2.根据权利要求1所述的最大功率跟踪控制方法，其特征在于，所述获取风电机组中发电机的当前转矩，包括：
获取所述发电机的当前转速；
根据所述当前转速和所述发电机的初始转矩系数，确定所述当前转矩。
3.根据权利要求1所述的最大功率跟踪控制方法，其特征在于，其中，通过以下公式计算所述发电机的修正系数：
N＝MρV/(ω3)
其中，N为所述发电机的修正系数，M为所述发电机的相关常数，ρ为所述空气密度，V为所述来流风速，ω为所述发电机的当前转速。
4.根据权利要求1所述的最大功率跟踪控制方法，其特征在于，所述根据所述修正系数对所述当前转矩进行修正，以确定所述发电机和的目标转矩，包括：
将所述修正系数和所述当前转矩相乘，以得到所述目标转矩。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的最大功率跟踪控制方法，其特征在于，其中，所述风电机组包括双风轮风电机组。
6.一种风电机组最大功率跟踪控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取风电机组中发电机的当前转矩；
第二获取模块，用于获取所述风电机组的来流风速；
第三获取模块，用于获取所述风电机组所处位置的空气密度；
计算模块，用于根据所述当前转矩、所述来流风速和所述空气密度，计算所述发电机的修正系数；
确定模块，用于根据所述修正系数对所述当前转矩进行修正，以确定所述发电机的目标转矩。
7.根据权利要求6所述的最大功率跟踪控制装置，其特征在于，所述计算模块通过以下公式计算所述发电机的修正系数：
N＝MρV/(ω3)
其中，N为所述发电机的修正系数，M为所述发电机的相关常数，ρ为所述空气密度，V为所述来流风速，ω为所述发电机的当前转速。
8.根据权利要求6所述的最大功率跟踪控制装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：
将所述修正系数和所述当前转矩相乘，以得到所述目标转矩。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-5中任一项所述的风电机组最大功率跟踪控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的风电机组最大功率跟踪控制方法。
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