CN114439681A - 用于风力发电机组的功率提升方法及装置 - Google Patents
用于风力发电机组的功率提升方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114439681A CN114439681A CN202011185164.8A CN202011185164A CN114439681A CN 114439681 A CN114439681 A CN 114439681A CN 202011185164 A CN202011185164 A CN 202011185164A CN 114439681 A CN114439681 A CN 114439681A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- power
- wind
- maximum power
- respect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/10—Purpose of the control system
- F05B2270/103—Purpose of the control system to affect the output of the engine
- F05B2270/1033—Power (if explicitly mentioned)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05B2270/303—Temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明提供用于风力发电机组的功率提升方法和装置。所述方法包括:基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定所述风力发电机组的最大功率参考;以及在所述风力发电机组的短时功率提升期间,以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升。所述装置包括:功率确定单元,被配置为:基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定所述风力发电机组的最大功率参考;以及功率提升单元,被配置为:在所述风力发电机组的短时功率提升期间,以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升。
Description
技术领域
本申请涉及风力发电技术领域,尤其涉及一种用于风力发电机组的功率提升方法及装置。
背景技术
相关技术中,通常将风力发电机组从部分载荷操作切换到满载荷操作之后的一段特定时间用于对风力发电机组进行短时功率提升(即,在该时间段将风力发电机的功率设定为最大),设置该时间段的目的仅在于保护电力配送系统。
然而,风力发电机组中的部分温度受限组件(特别是,发电机、功率变换器等电气组件)在上述功率提升过程中易受到热影响,这些组件的温度会随之而升高,并且随着温度越高或者温度变化越大,这些组件受到损坏或出现故障的几率也越大,进而缩减了这些组件的实际使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供能够在短时功率提升期间兼顾组件寿命的功率提升方法及装置。
根据本发明的一方面,提供一种用于风力发电机组的功率提升方法,所述功率提升方法包括:基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定所述风力发电机组的最大功率参考;以及在所述风力发电机组的短时功率提升期间,以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升。
优选地,所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命可与所述温度受限组件的温度相关。
优选地,确定所述风力发电机组的最大功率参考的步骤可包括:基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及在所述温度受限组件的温度低于目标温度的情况下,将所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定为所述风力发电机组的最大功率参考。
优选地,确定所述风力发电机组的最大功率参考的步骤还可包括:在所述温度受限组件的温度高于所述目标温度的情况下,按照预定步长逐步地减小所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升的步骤可包括:以减小后的所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升,直到所述温度受限组件的温度低于所述目标温度为止。
优选地,所述目标温度可基于所述温度受限组件在不被缩短使用寿命的情况下能够承受的最高温度。
优选地,确定所述风力发电机组的最大功率参考的步骤可包括:基于所述温度受限组件的温度,确定所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考;基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及根据所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,确定所述风力发电机组的最大功率参考。
优选地,所述风力发电机组的最大功率参考可以是以下项中的一者:所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考中的最小值,以及所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考按照预定权重组合的计算结果,其中,所述预定权重组合包括所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考对所述提升功率的影响程度以及所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对所述提升功率的影响程度。
优选地,所述温度受限组件可包括所述风力发电机组中的发电机和/或功率变换器。
根据本发明的另一方面,提供一种用于风力发电机组的功率提升装置,所述功率提升装置包括:功率确定单元,被配置为:基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定所述风力发电机组的最大功率参考;以及功率提升单元,被配置为:在所述风力发电机组的短时功率提升期间,以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升。
优选地,所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命可与所述温度受限组件的温度相关。
优选地,所述功率确定单元可包括:机械功率确定单元,被配置为:基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及最大功率确定单元,被配置为:在所述温度受限组件的温度低于目标温度的情况下,将所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定为所述风力发电机组的最大功率参考。
优选地,所述功率确定单元还可包括:功率调整单元,被配置为:在所述温度受限组件的温度高于所述目标温度的情况下,按照预定步长逐步地减小所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且所述功率提升单元被进一步配置为:以减小后的所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升,直到所述温度受限组件的温度低于所述目标温度为止。
优选地,所述目标温度可基于所述温度受限组件在不被缩短使用寿命的情况下能够承受的最高温度。
优选地,所述功率确定单元可包括:温度功率确定单元,被配置为:基于所述温度受限组件的温度,确定所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考;机械功率确定单元,被配置为:基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及最大功率确定单元,被配置为:根据所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,确定所述风力发电机组的最大功率参考。
优选地,所述风力发电机组的最大功率参考可以是以下项中的一者:所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考中的最小值,以及所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考按照预定权重组合的计算结果,其中,所述预定权重组合包括所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考对所述提升功率的影响程度以及所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对所述提升功率的影响程度。
优选地,所述温度受限组件可包括所述风力发电机组中的发电机和/或功率变换器。
据本发明的另一方面,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,实现如前面所述的用于风力发电机组的功率提升方法。
据本发明的另一方面,提供一种计算机设备,所述计算机设备包括:处理器;存储器,存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如前面所述的用于风力发电机组的功率提升方法。
根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升方法和装置通过采用在风力发电机组的短时功率提升期间对风力发电机组中的温度限制组件(诸如,但不限于,发电机、功率变换器等)的实际温度进行限制或约束的方式有效地避免了温度限制组件因温度过高或温度变化过大而受到损坏或者出现故障,进而使得温度限制组件的实际使用寿命得到延长。此外,根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升方法和装置还通过采用将风力发电机组的机械设计与热设计结合来确定风力发电机组在其短时功率提升期间所使用的提升功率的方式使得由此而确定的提升功率达到最优。这不仅使得温度限制组件的使用寿命得到优化,而且还进一步提高了风力发电机组的年发电量(AEP)的级别。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述,本发明的上述目的和特点将会变得更加清楚,其中:
图1示出了根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的功率和转速随风速变化的示意图;
图2示出了根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升方法的示意性处理;
图3示出了根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的功率提升的系统架构示意图;
图4示出了根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升装置输出提升功率的示意图;以及
图5是示出根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的功率提升装置的结构框图。
具体实施方式
由于风力发电机组中的温度受限组件(诸如,但不限于,发电机、功率变换器等电气组件或其他机械组件)的实际使用寿命主要取决于温度受限组件的温度,因此可考虑采用基于温度受限组件的温度来确定或调整风力发电机组在其短时功率提升期间所使用的提升功率(即,最大功率参考)的方式使得风力发电机组在该温度受限组件的温度达到或上升到目标温度之前进行功率提升,以避免温度受限组件因温度过高或温度变化过大而受到损坏或者出现故障,进而使得温度受限组件的实际使用寿命得到延长或优化。
本发明的构思在于:在符合风力发电机组的机械设计标准的情况下,基于风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命来确定或调整风力发电机组在其短时功率提升期间的提升功率,以使得温度受限组件的温度在功率提升期间处于可接受的温度范围内,进而避免温度受限组件因温度过高或温度变化过大而受到损坏或者使出现故障。
以下,将参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1示出了根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的功率和转速随风速变化的示意图100。
参照图1,图1中的横坐标可指示风速Vwind的大小,图1中的纵坐标既可指示风力发电机组在不同风速下的功率Power,也可指示风力发电机组在不同风速下的转速Speed。图1中的风力发电机组的功率曲线110示出了风力发电机组的功率随风速的变化,并且还示出了风力发电机组在其短时功率提升期间的提升功率104。此外,图1中的风力发电机组的转速曲线120示出了风力发电机组的转速随风速的变化,并且还示出了不同的转速区段,诸如,恒定转速区段101和102以及可变转速区段103,风力发电机组在恒定转速区段102达到最大转速。从图中可以看出,当风力发电机组的转速达到最大转速时,风力发电机组将进行短时功率提升。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升方法的示意性处理200。处理200可由包括处理器的任何终端处理设备(诸如,但不限于,风力发电机的主控系统或其变桨系统的控制器等)执行。
参照图2,可启动处理200。
在步骤210,处理200可基于风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定风力发电机组的最大功率参考。
这里,温度受限组件的使用寿命主要取决于温度受限组件的温度,但是本发明并不限于此,其他可对温度受限组件的使用寿命产生影响的指标也可用于确定风力发电机组的最大功率参考。
在步骤220,在风力发电机组的短时功率提升期间,处理200可以以风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对风力发电机组进行功率提升。
以下,将结合示例来进一步地描述风力发电机组的最大功率参考的确定处理过程。
在一个示例中,处理200可基于风速和温度受限组件承受的载荷(诸如,疲劳载荷)确定风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且在温度受限组件的温度低于目标温度的情况下,处理200可将风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定为风力发电机组的关于温度的最大功率参考。
另外,在该示例中,在温度受限组件的温度高于目标温度的情况下,处理200还可按照预定步长逐步地减小风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且可以以减小后的风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考作为提升功率来对风力发电机组进行功率提升,直到温度受限组件的温度低于目标温度为止。
这里,目标温度可基于温度受限组件在不被缩短使用寿命的情况下能够承受的最高温度而被确定,以避免温度受限组件因温度过高或温度变化过大而受到损坏或者出现故障,进而使得温度受限组件的实际使用寿命得到延长或优化。
在另一示例中,处理200可基于温度受限组件的温度确定风力发电机组的关于温度的最大功率参考,基于风速和温度受限组件承受的载荷确定风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且根据风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定风力发电机组的最大功率参考。作为非限制示例,风力发电机组的最大功率参考可以是风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考中的最小值,还可以是风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考按照预定权重组合的计算结果,并且该预定权重组合可包括风力发电机组的关于温度的最大功率参考对提升功率的影响程度以及风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对提升功率的影响程度。例如,可根据风力发电机组的关于温度的最大功率参考对提升功率的影响程度以及风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对提升功率的影响程度而针对风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考分配相应的权重,使得提升功率可通过下式而被确定:
提升功率=风力发电机组的关于温度的最大功率参考×权重1+风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考×权重2。
应当理解的是,尽管上面描述了用于确定用于风力发电机组的提升功率的具体示例,但是本发明并不限于此。例如,还可选择在功率提升过程中易受到热影响的发电机和/或功率变换器作为风力发电机组中的温度受限组件的代表,然后基于发电机和/或功率变换器的温度来确定风力发电机组的最大功率参考。
返回至图2,在步骤220之后,处理200可结束。
图3示出了根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升的示例性系统架构300。
参照图3,图3所示的系统架构300可包括功率提升装置310、风力发电机组320和风力发电机组控制器330(诸如,但不限于,风力发电机中的主控PLC系统和变桨控制系统等)。上述用于风力发电机组的功率提升方法的示意性处理200可作为算法运行在功率提升装置310的计算单元中。
在图3所示的系统架构300中,风力发电机组320可将包括风力发电机组320中的温度受限组件(诸如,但不限于,发电机、功率变换器等)的温度和/或风速及温度受限组件承受的载荷的信号A以及包括风力发电机组320的相关运行参数(诸如,但不限于,俯仰角、发电机转速、叶片载荷、塔顶加速度等)的信号D分别发送至功率提升装置310和风力发电机组控制器330。功率提升装置310可根据信号A中包括的风力发电机组320中的温度受限组件的温度和/或风速及温度受限组件承受的载荷来确定提升功率,并且以比风力发电机组控制器330的采样频率低得多的频率将包括提升功率的信号B发送至风力发电机组控制器330。风力发电机组控制器330可根据信号B中包括的提升功率、信号D中包括的风力发电机组的相关运行参数以及由操作者输入的信号E中包括的操作参数向风力发电机组320输出桨距控制信号和扭矩控制信号E,用以控制风力发电机组320的运行。
图4示出了根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升装置输出提升功率的示意图400。
参照图4,在图4所示的功率提升装置中,提升功率的计算可包括三个部分,分别为最大机械提升410、最大温度提升420以及最小值430。
在图4所示的输入/输出信号中,信号A可包括温度受限组件x的温度tx(诸如,但不限于,发电机的温度tgen、转换器的温度tconv等)以及风速vhub及温度受限组件x承受的疲劳载荷Φx,并且信号A中包括的风速vhub及温度受限组件x承受的疲劳载荷Φx可输入到最大机械提升410,信号A中包括的温度受限组件x的温度tx可输入到最大温度提升420。相应地,最大机械提升410可根据输入的风速vhub及温度受限组件x承受的疲劳载荷Φx输出风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考。最大温度提升420可根据输入的温度受限组件x的温度tx输出风力发电机组的关于温度的最大功率参考。最后,最小值430可将提升功率计算为风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考和风力发电机组的关于温度的最大功率参考中的最小值并将其作为信号B输出。
以下,将具体描述上述计算处理过程。
关于最大机械提升410,可基于下式(1)针对每个温度受限组件x计算关于机械设计的最大功率参考:
Pmech,x,max=fx(vwind,Φx) (1)
在式(1)中,Pmech,x,max表示针对每个温度受限组件x计算的关于机械设计的最大功率参考;vwind表示风速;Φx表示每个温度受限组件x承受的疲劳载荷。
进一步地,可基于下式(2)计算风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考:
在式(2)中,Pref,mech表示风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;Pmech,x,max表示针对每个温度受限组件x计算的关于机械设计的最大功率参考;X表示在设计中考虑或兼顾到了风力发电机组中的所有温度受限组件x。
关于最大温度提升420,可基于每个温度受限组件x的测量温度来设置与每个温度受限组件x相应的关于温度的最大功率参考Ptemp,x,ref,具体处理过程如下:
首先,如果温度受限组件x的温度tx低于目标温度tx,target,则可启用针对该温度受限组件x而设置的最大功率参考Pref,x,其中,最大功率参考Pref,x可以是该温度受限组件x的关于机械设计的最大功率参考,也可以是预先定义的功率值;否则,可按照下式(3)减小最大功率参考Pref,x:
Pref,x=Pref,x1-ΔPref,x (3)
其中,Pref,x1表示温度受限组件x的上次的最大功率参考;ΔPref,x表示减小最大功率参考的步长。可重复执行上述功率减小处理,直到温度受限组件x的温度tx下降至目标温度tx,target以下为止。
最后,将逐步减小后的最大功率参考Pref,x设置为针对温度受限组件x的关于温度的最大功率参考Ptemp,x,ref。
相应地,可采用上述功率减小处理来设置每个温度受限组件x的关于温度的最大功率参考Ptemp,x,ref。
进一步地,可基于下式(4)计算风力发电机组的关于温度的最大功率参考:
在式(4)中,Pref,temp表示风力发电机组的关于温度的最大功率参考;Ptemp,x,ref表示针对每个温度受限组件x计算的关于温度的最大功率参考;X表示在设计中考虑或兼顾到了风力发电机组中的所有温度受限组件x。
关于最小值430,可将通过上述处理而得到的风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考Pref,mech和风力发电机组的关于温度的最大功率参考Pref,temp中的最小值确定为提升功率,以在符合风力发电机组的机械设计标准的情况下,基于风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命来确定风力发电机组的提升功率。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的功率提升装置的结构框图500。
参照图5,图5所示的功率提升装置可包括功率确定单元510和功率提升单元520,其中,功率确定单元510可被配置为基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命确定所述风力发电机组的最大功率参考;功率提升单元520可被配置为在风力发电机组的短时功率提升期间以风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对风力发电机组进行功率提升。
在一个示例中,功率确定单元510可进一步包括机械功率确定单元和最大功率确定单元(均未示出),其中,机械功率确定单元被配置为基于风速和所述温度受限组件承受的载荷确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;最大功率确定单元被配置为在所述温度受限组件的温度低于目标温度的情况下将所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定为所述风力发电机组的最大功率参考。
另外,在该示例中,功率确定单元还可进一步包括功率调整单元(未示出),功率调整单元可被配置为在所述温度受限组件的温度高于所述目标温度的情况下按照预定步长逐步地减小所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且功率提升单元520可被进一步配置为以减小后的风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考作为提升功率来对风力发电机组进行功率提升,直到温度受限组件的温度低于目标温度为止。
这里,目标温度可基于温度受限组件在不被缩短使用寿命的情况下能够承受的最高温度而被确定,以避免温度受限组件因温度过高或温度变化过大而受到损坏或者出现故障,进而使得温度受限组件的实际使用寿命得到延长或优化。
在另一示例中,功率确定单元510可包括温度功率确定单元、机械功率确定单元和最大功率确定单元(均未示出),其中,温度功率确定单元被配置为基于温度受限组件的温度确定风力发电机组的关于温度的最大功率参考;机械功率确定单元被配置为基于风速和温度受限组件承受的载荷确定风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;最大功率确定单元被配置为根据风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定风力发电机组的最大功率参考。作为非限制示例,可以是风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考中的最小值,还可以是风力发电机组的关于温度的最大功率参考和风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考按照预定权重组合的计算结果,并且该预定权重组合可包括风力发电机组的关于温度的最大功率参考对所述提升功率的影响程度以及风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对提升功率的影响程度。
根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升方法和装置通过采用在风力发电机组的短时功率提升期间对风力发电机组中的温度限制组件(诸如,但不限于,发电机、功率变换器等)的实际温度进行限制或约束的方式有效地避免了温度限制组件因温度过高或温度变化过大而受到损坏或者出现故障,进而使得温度限制组件的实际使用寿命得到延长。此外,根据本发明的示例性实施例的用于风力发电机组的功率提升方法和装置还通过采用将风力发电机组的机械设计与热设计结合来确定风力发电机组在其短时功率提升期间所使用的提升功率的方式使得由此而确定的提升功率达到最优。这不仅使得温度限制组件的使用寿命得到优化,而且还进一步提高了风力发电机组的年发电量(AEP)的级别。
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根据本发明的用于风力发电机组的功率提升方法的计算机程序。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)。
根据本发明的示例性实施例还提供一种计算机设备。该计算机设备包括处理器和存储器。存储器用于存储计算机程序。所述计算机程序被处理器执行使得处理器执行根据本发明的用于风力发电机组的功率提升方法的计算机程序。
尽管已参照优选实施例表示和描述了本申请,但本领域技术人员应该理解,在不脱离由权利要求限定的本申请的精神和范围的情况下,可以对这些实施例进行各种修改和变换。
Claims (18)
1.一种用于风力发电机组的功率提升方法,其特征在于,所述功率提升方法包括:
基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定所述风力发电机组的最大功率参考;以及
在所述风力发电机组的短时功率提升期间,以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升。
2.根据权利要求1所述的功率提升方法,其特征在于,所述温度受限组件的使用寿命与所述温度受限组件的温度相关。
3.根据权利要求2所述的功率提升方法,其特征在于,确定所述风力发电机组的最大功率参考的步骤包括:
基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及
在所述温度受限组件的温度低于目标温度的情况下,将所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定为所述风力发电机组的最大功率参考。
4.根据权利要求3所述的功率提升方法,其特征在于,确定所述风力发电机组的最大功率参考的步骤还包括:
在所述温度受限组件的温度高于所述目标温度的情况下,按照预定步长逐步地减小所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且
以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升的步骤包括:以减小后的所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升,直到所述温度受限组件的温度低于所述目标温度为止。
5.根据权利要求4所述的功率提升方法,其特征在于,所述目标温度基于所述温度受限组件在不被缩短使用寿命的情况下能够承受的最高温度。
6.根据权利要求2所述的功率提升方法,其特征在于,确定所述风力发电机组的最大功率参考的步骤包括:
基于所述温度受限组件的温度,确定所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考;
基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及
根据所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,确定所述风力发电机组的最大功率参考。
7.根据权利要求6所述的功率提升方法,其特征在于,所述风力发电机组的最大功率参考为以下项中的一者:
所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考中的最小值,以及
所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考按照预定权重组合的计算结果,其中,所述预定权重组合包括所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考对所述提升功率的影响程度以及所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对所述提升功率的影响程度。
8.根据权利要求1所述的功率提升方法,其特征在于,所述温度受限组件包括所述风力发电机组中的发电机和/或功率变换器。
9.一种用于风力发电机组的功率提升装置,其特征在于,所述功率提升装置包括:
功率确定单元,被配置为:基于所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命,确定所述风力发电机组的最大功率参考;以及
功率提升单元,被配置为:在所述风力发电机组的短时功率提升期间,以所述风力发电机组的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升。
10.根据权利要求9所述的功率提升装置,其特征在于,所述风力发电机组中的温度受限组件的使用寿命与所述温度受限组件的温度相关。
11.根据权利要求10所述的功率提升装置,其特征在于,所述功率确定单元包括:
机械功率确定单元,被配置为:基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及
最大功率确定单元,被配置为:在所述温度受限组件的温度低于目标温度的情况下,将所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考确定为所述风力发电机组的最大功率参考。
12.根据权利要求11所述的功率提升装置,其特征在于,所述功率确定单元还包括:
功率调整单元,被配置为:在所述温度受限组件的温度高于所述目标温度的情况下,按照预定步长逐步地减小所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,并且
所述功率提升单元被进一步配置为:以减小后的所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考作为提升功率来对所述风力发电机组进行功率提升,直到所述温度受限组件的温度低于所述目标温度为止。
13.根据权利要求12所述的功率提升装置,其特征在于,所述目标温度基于所述温度受限组件在不被缩短使用寿命的情况下能够承受的最高温度。
14.根据权利要求10所述的功率提升装置,其特征在于,所述功率确定单元包括:
温度功率确定单元,被配置为:基于所述温度受限组件的温度,确定所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考;
机械功率确定单元,被配置为:基于风速和所述温度受限组件承受的载荷,确定所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考;以及
最大功率确定单元,被配置为:根据所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考,确定所述风力发电机组的最大功率参考。
15.根据权利要求14所述的功率提升装置,其特征在于,所述风力发电机组的最大功率参考为以下项中的一者:
所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考中的最小值,以及
所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考和所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考按照预定权重组合的计算结果,其中,所述预定权重组合包括所述风力发电机组的关于温度的最大功率参考对所述提升功率的影响程度以及所述风力发电机组的关于机械设计的最大功率参考对所述提升功率的影响程度。
16.根据权利要求9所述的功率提升装置,其特征在于,所述温度受限组件包括所述风力发电机组中的发电机和/或功率变换器。
17.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其中,当所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1至8中任一项所述的用于风力发电机组的功率提升方法。
18.一种计算装置,包括:
处理器;
存储器,存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1至8中任一项所述的用于风力发电机组的功率提升方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011185164.8A CN114439681A (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 用于风力发电机组的功率提升方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011185164.8A CN114439681A (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 用于风力发电机组的功率提升方法及装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114439681A true CN114439681A (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=81358378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011185164.8A Pending CN114439681A (zh) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 用于风力发电机组的功率提升方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114439681A (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150226183A1 (en) * | 2012-09-28 | 2015-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for controlling a wind turbine |
CN106164477A (zh) * | 2014-03-12 | 2016-11-23 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 具有过载控制的风力涡轮机 |
US20170248123A1 (en) * | 2014-10-17 | 2017-08-31 | Vestas Wind Systems A/S | Control of wind turbines |
CN107810323A (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-16 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于生成风力涡轮机控制安排的方法和系统 |
CN107850044A (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-27 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于风力涡轮机的保护的控制方法和系统 |
CN107850048A (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-27 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于生成风力涡轮机控制安排的方法以及系统 |
EP3317521A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-05-09 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine control over-ride |
US20180180025A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-06-28 | Vestas Wind Systems A/S | Methods and systems for generating wind turbine control schedules |
US20180187649A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-07-05 | Vestas Wind Systems A/S | Methods and systems for generating wind turbine control schedules |
CN110566404A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-13 | 陕能榆林清洁能源开发有限公司 | 用于风力发电机组的功率曲线优化装置和方法 |
-
2020
- 2020-10-30 CN CN202011185164.8A patent/CN114439681A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150226183A1 (en) * | 2012-09-28 | 2015-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for controlling a wind turbine |
CN106164477A (zh) * | 2014-03-12 | 2016-11-23 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 具有过载控制的风力涡轮机 |
US20170248123A1 (en) * | 2014-10-17 | 2017-08-31 | Vestas Wind Systems A/S | Control of wind turbines |
CN107810323A (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-16 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于生成风力涡轮机控制安排的方法和系统 |
CN107850044A (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-27 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于风力涡轮机的保护的控制方法和系统 |
CN107850048A (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-27 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于生成风力涡轮机控制安排的方法以及系统 |
EP3317521A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-05-09 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine control over-ride |
US20180180025A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-06-28 | Vestas Wind Systems A/S | Methods and systems for generating wind turbine control schedules |
US20180187649A1 (en) * | 2015-06-30 | 2018-07-05 | Vestas Wind Systems A/S | Methods and systems for generating wind turbine control schedules |
CN110566404A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-13 | 陕能榆林清洁能源开发有限公司 | 用于风力发电机组的功率曲线优化装置和方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
邹见效;李文;郑刚;彭超;: "有功调整提升模式下风电场优化控制策略研究", 太阳能学报, no. 01, 28 January 2013 (2013-01-28) * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5156029B2 (ja) | 風力発電装置及びその制御方法 | |
US8829699B2 (en) | Rotational speed control of a wind turbine based on rotor acceleration | |
US20150337802A1 (en) | System and method for pitch fault detection | |
JP2011038406A (ja) | 風力発電装置、風力発電装置の制御方法、風力発電システム及び風力発電システムの制御方法 | |
US11105316B2 (en) | Wind turbine temperature dependent noise reduction | |
JP2019532206A (ja) | 風力タービン制御方法及びシステム | |
AU2018386360B2 (en) | Method and apparatus for controlling noise of wind turbine | |
CN112928781A (zh) | 双馈风机暂态稳定控制方法、系统、计算机设备和介质 | |
US8610299B2 (en) | Wind turbine control device and method for reducing fluctuation of grid frequency when grid disturbance occurs, and wind turbine generator system thereof | |
CN114439681A (zh) | 用于风力发电机组的功率提升方法及装置 | |
CN112392656B (zh) | 风力发电机组的功率控制方法、装置以及介质 | |
JP2015070633A (ja) | 制御装置、制御システム及び制御方法 | |
US20240162711A1 (en) | Methods and systems for damping power oscillations during frequency fluctuations | |
WO2023045121A1 (zh) | 风电机组的功率控制方法及装置 | |
KR101769831B1 (ko) | 풍력 발전기 출력 제어 장치 및 방법 | |
CN112943530B (zh) | 风力发电机组的控制方法及其装置 | |
AU2020456769B2 (en) | Method and apparatus for controlling power of wind farm | |
US20220325694A1 (en) | Method for operating a wind farm and wind farm | |
US20240191689A1 (en) | Controlling a wind turbine regarding noise emission | |
JP2022190741A (ja) | 再生可能エネルギー発電システムおよび再生可能エネルギー発電システムの制御方法 | |
KR102672933B1 (ko) | 풍력발전단지 제어 시스템 및 그 동작 방법 | |
KR101753286B1 (ko) | 풍력 발전기 출력 제어 장치 및 방법 | |
JP4595398B2 (ja) | 発電機制御装置およびその制御方法 | |
JP2019019757A (ja) | 風車、風車の出力調整方法および風車の出力制御プログラム | |
CN117674307A (zh) | 一次调频补偿控制方法、补偿控制系统、补偿控制设备及可读存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region Applicant after: Jinfeng Technology Co.,Ltd. Address before: 830026 No. 107, Shanghai Road, Urumqi economic and Technological Development Zone, the Xinjiang Uygur Autonomous Region Applicant before: XINJIANG GOLDWIND SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |