CN114483447A - 风力发电机组的变桨控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机组的变桨控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，该方法包括：采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；根据所述当前风切变以及预先确定的风切变和变桨角度之间的对应关系，确定所述风力发电机组的当前变桨角度。本申请中能够对后续的风场情况进行预测，避免在极端风场情况下无法及时采取应对叶尖扫塔的问题，在一定程度上提升风力发电机组的安全性。

Description

风力发电机组的变桨控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电机组的变桨控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

风是没有公害的能源之一，风力发电机组是利用风力带动风机叶片旋转，进而带动发电机组进行发电。随着风力发电技术的发展，将传统的风机叶片加长，是提升风机发电效率的一个较好的优化方向。但与此同时，叶片的加长也会造成叶片扰度的增加，进而增加叶尖扫塔的风险。

目前，为了避免叶片产生叶尖扫塔问题，主要是通过检测叶尖净空值来实现的，也即是检测叶尖和塔架的最小距离，如果该叶尖经控制超过小于设定的阈值，则采取相应的保护措施进而保证风机的安全性。但这种监测方式并不能完全保证风机的安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机组的变桨控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，能够在一定程度上降低叶尖扫塔风险。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机组的变桨控制方法，包括：

采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；

判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；

根据所述当前风切变以及预先确定的风切变和变桨角度之间的对应关系，确定所述风力发电机组的当前变桨角度。

可选地，检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变，包括：

利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变；其中所述激光雷达设于所述风机发电机组上；

对n个所述风切变和对应的所述测风点与所述激光雷达之间距离进行线性拟合，确定线性拟合关系式y＝a+bx中的风切变参数a；其中，y为与所述激光雷达的距离为x的测风点对应的拟合风切变，b为斜率参数；

对比选取所述风切变参数a和第一个测风点对应的风切变两个数据中最小值作为所述当前风切变；其中所述第一个测风点为n个所述测风点中距离所述叶片最近的测风点。

可选地，利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变，包括：

利用所述激光雷达测得上平面风速和下平面风速，其中，所述上平面风速和所述下平面风速分别为与水平面的俯仰角大小相等方向相反的上平面和下平面的风速，且所述激光雷达位于所述上平面和所述下平面的交点；

利用风切变公式

确定各个所述测风点对应的风切变；其中，v_hi为第i个所述测风点的所述上平面风速，v_li为第i个所述测风点的所述上平面风速，i∈1,2,3,…,n，x_i为第i个所述测风点到所述激光雷达的距离，H为所述激光雷达的高度，θ为俯仰角。

可选地，检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速，包括：

利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风速大小；

以第一个测风点对应的风速为当前第一风速，以n个所述侧风点的平均风速为当前第二风速；

相应地，判断所述当前风速是否达到预警风速，包括：

判断所述当前第一风速和所述当前第二风速中是否存在至少一个达到所述预警风速。

可选地，设定n个所述测风点的位置的过程包括：

令等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}满足：e^k(1)＝x₁，e^k(i)＝x_i，e^k(n)＝x_n；其中，x₁等于所述预设距离区间的起始边界点和所述激光雷达的距离，x_n等于所述预设距离区间的终止边界点和所述激光雷达的距离；

根据所述等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}中各个元素之间的等差关系、x₁、x_n，确定各个所述测风点分别和所述激光雷达的距离。

可选地，判断所述当前风速是否达到预警风速，包括：

判断所述当前风速是否大于第一预警风速且小于第二预警风速；

若否，则保持所述风力发电机组的变桨角度不变；

若是，则执行检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变的步骤；

其中，所述第一预警风速小于额定风速，所述第二预警风速大于所述额定风速，所述额定风速为所述风力发电机组的额定转速对应的风速。

一种风力发电机组的变桨控制装置，包括：

风速检测模块，用于采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；

风切变模块，用于判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；

变桨角度模块，用于根据所述当前风切变，确定所述风力发电机组的变桨角度。

可选地，所述风切变模块，包括：

单点风切变单元，用于利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变；其中所述激光雷达设于所述风机发电机组上；

切变参数单元，用于对n个所述风切变和对应的所述测风点与所述激光雷达之间距离进行线性拟合，确定线性拟合关系式y＝a+bx中的风切变参数a；其中，y为与所述激光雷达的距离为x的测风点对应的拟合风切变，b为斜率参数；

风切变对比单元，用于对比选取所述风切变参数a和第一个测风点对应的风切变两个数据中绝对值最小的数据作为所述当前风切变；其中所述第一个测风点为n个所述测风点中距离所述叶片最近的测风点。

一种风力发电机组的变桨控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述风力发电机组的变桨控制方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述风力发电机组的变桨控制方法的步骤。

本发明所提供的风力发电机组的变桨控制方法，包括：采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；根据所述当前风切变以及预先确定的风切变和变桨角度之间的对应关系，确定所述风力发电机组的当前变桨角度。

本申请在叶尖净空值大于预警值的条件下，还进一步地对距离风力发电机组一定距离范围区间内的风速进行检测，相当于对即将吹向叶片的风速进行预测，从而在一定程度上对风机叶尖的扫塔风险进行一定的预估，在风速达到一定的阈值的基础上，充分考虑风切变对风机叶尖扫塔所造成的影响，进一步检测风速达到对应阈值的区间内的风切变大小，并基于风切变对风机叶片的变桨角度进行调节。由此可见本申请中能够对后续的风场情况进行了一定的预测，进而提前采取应对叶尖扫塔问题的应对措施，进而避免在极端风场情况下叶片绕度突增进而无法及时采取应对措施而产生叶尖扫塔问题，在一定程度上提升风力发电机组的安全性。

本申请中还公开了一种风力发电机组的变桨控制装置、设备以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为风力发电机组的示意图；

图2为本申请实施例提供的风力发电机组的变桨控制方法的流程示意图；

图3为风速和叶尖净空值之间的关系示意图；

图4为本申请实施例提供的各个测风点的位置示意图；

图5为本申请实施例的激光雷达测风切变的示意图；

图6为本发明实施例提供的风力发电机组的变桨控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，图1为风力发电机组的示意图；在风力发电机组1上设置有向下检测的激光器2，该激光器2发出两束激光和塔架3距离不同的激光，当叶片4弯曲角度增大而导致叶尖阻断预警激光时，则发出报警，而当叶片4弯曲角度继续增大而导致叶尖阻断报警激光时，则启动保护措施，比如，对叶片4进行变桨调节，减小叶片4所承受的风力大小，进而改善其弯曲度。

但是在实际应用过程中，尤其在极端风场环境中，可能叶尖从阻断预警激光到阻断报警激光之间的时长基本为0，也即是说，叶片的弯曲程度突然激增，导致尚且未进行变桨调节，叶尖就直接发生扫塔现象，进而造成风力发电机组损坏。

为此，本申请进一步地考虑到对风机的未来的风场进行预测，进而提前预知是否存在扫塔风险，以便提前采取相应的措施。

参考图2，图2为本申请实施例提供的风力发电机组的变桨控制方法的流程示意图，该方法可以包括：

S11：采集风力发电机组的叶尖净空值。

S12：判断叶尖净空值是否大于预警值，若是，则进入S13；若否，则控制变桨角度调节。

对于基于叶尖净空值进行变桨角度调节的方式可以参照常规的基于叶尖净空值避免叶尖扫塔的实现方式，对此本申请中不再详细赘述。

S13：检测获得距离风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速。

该预设距离区间是距离风机叶片之前一段空间内的区间，显然该预设距离区间内的风场也即是后续会吹向风机叶片的风场。

对该预设区间内的风速进行检测可以依据激光雷达进行测量，激光雷达测风速是目前常规的测风速的设备之一。将该激光雷达设置再风力发电机组的机舱上并向叶片之前的预设距离区间发射激光乐达信号，即可实现风速的检测。

S14：判断当前风速是否达到预警风速，若是，进入S15，若否，则保持变桨角度不变。

需要说明的是，该预警风速应当是接近于风力发电机组的额定风速，风力发电机组的额定风速也即是使得发电机转速达到额定转速所对应的风速。参照图3，图3为风速和叶尖净空值之间的关系示意图，图3中横坐标为风速，纵坐标为净空值，且是以10m/s为额定风速的风力发电机组为例进行说明的。参照图3可知，当风速小于额定风速时，随风速增大净空值逐渐减小；当风速小于额定风速时，随着风速增大，净空值逐渐减小。也即是说当风速位于额定风速附近时，净空值最小。为此，在本申请的一种可选的实施例中，对风速和预警风速进行对比判断过程可以进一步地包括：

判断当前风速是否大于第一预警风速且小于第二预警风速；

若否，则保持风力发电机组的变桨角度不变；

若是，则执行根据检测获得距离叶片所在平面的预设距离区间对应的当前风切变的步骤；

其中，第一预警风速小于额定风速，第二预警风速大于额定风速，额定风速为风力发电机组的额定转速对应的风速。

也即是说在可以设定一个预警风速区间，若当前风速在该预警风速区间内，则说明叶尖净空量可能会减小到一个较小的值，由此需要考虑叶片扫塔的问题否则，则不需要考虑叶尖扫塔的问题。

对于第一预警风速和第二预警风速所形成的区间大小，可以基于类似于图3所示的关系进行确定，对此本申请中不做具体限制。

当然，在实际应用过程中，也并不排除仅仅只设定一个小于额定风速的预警阈值，在当前风速大于该预警阈值时即需要考虑叶尖扫塔的问题，否则保持叶片的变桨角度不变即可。

S15：检测获得预设距离区间内的位置对应的当前风切变。

本实施例中进一步地考虑到，风速的大小并非决定叶尖是否会扫塔的唯一因素。例如，当吹向叶片的风在叶片旋转的片面内，上半部分(叶片后方无塔架)，叶片即便弯曲也不会发生扫塔。由此本实施例中进一步地对叶片之前的预设距离区间内对应的当前风切变进行预测。

风切变反映的是随着风速大小随高度的变化而变化的参数，能够更准确的确定后续吹向叶片的风场中哪部分风速更大，进而更准确的确定叶尖是否存在扫塔风险。

显然风切变是和风速相关的系数，在实际应用中，即可通过激光雷达对风速进行测量进而确定出风切变的多少。

S16：根据当前风切变以及预先确定的风切变和变桨角度之间的对应关系，确定风力发电机组的当前变桨角度。

如前所述，当吹向叶片的风场中吹向叶片所在平面的下半平面风速较大，而上半平面的风速较小，才更容易造成扫塔。而风切变也即是表征风场沿竖直方向的风速变化幅度的参数。而若当前风切变为正，则说明风场中高度越大风速越大，反之高度越小风速更小，此时显然不需要对风力发电机组的变桨角度进行调节，因此，此时对应的变桨角度都可以保持不变。但当风切变为负，也即本申请中重点关注的极端情况，此时风切变的越小(绝对值越大)当前变桨角度越大。

对于风切变和变桨角度之间的对应关系，可以基于多次试验确定风切变和叶尖扫塔情况的关系，进而确定出风切变和变桨角度之间的关系。对此本申请中不详细赘述。

综上所述，本申请中在叶尖净空值不足以进行变桨调节的基础上，进一步地对后续吹向叶片的风场进行检测，并在后续风速达到一定预警值时，进一步的对后续吹向叶片的风场的风切变进行预测，以更准确的预测叶片后续是否存在扫塔风险，从而能够更早对叶尖扫塔采取保护措施，应对极端风场带来的安全问题能力强，有利于保证风力发电机组安全稳定运行。

基于上述任意实施例，下面将对上述实施例中测量预设距离区间范围内的风速以及风切变的过程进行介绍。在本申请的一种可选地实施例中，确定距离风力发电机组一定距离的距离区间内的风速的过程可以包括：

利用激光雷达测量获得预设距离区间内n个测风点分别对应的风速大小；

以第一个测风点对应的风速为当前第一风速，以n个侧风点的平均风速为当前第二风速；

相应地，判断当前风速是否达到预警风速，包括：

判断当前第一风速和当前第二风速中是否存在至少一个达到预警风速。

可以理解的是，第一个测风点也即是和风力发电机组最近的一个测风点。本实施中测得预设距离区间内的平均风速的基础上，除了将将平均风速和预警风速进行对比之外，还进一步地将距离风力发电机组最近的测风点的风速进行对比判断；显然距离风力发电机组最近的测风点，也即是最先吹向叶片的风速，同时将第一个测风点的风速和平均风速和预警风速进行对比，有利于提升后续控制变桨角度的准确性，进而提升风力发电机组的安全性。

此外，如果和平均风速以及第一测量点的风速进行对比的预警风速是一个预警风速区间，则两种风速数据中的一个在个预警风速区间内，即可认为当前风速达到预警风速。

对于上述测风点的设置方式，可以在预设距离区间内连续设置n个等间距的测风点，但本实施例中进一步地考虑到，距离风力发电机组越近的位置，对后续风机叶片的弯曲影响越大，为此，在本申请的一种可选的实施例中，对于在预设距离区间内设置n个测量点的过程可以包括：

令等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}满足：e^k(1)＝x₁，e^k(i)＝x_i，e^k(n)＝x_n；其中，x₁等于预设距离区间的起始边界点和激光雷达的距离，x_n等于预设距离区间的终止边界点和激光雷达的距离；

根据等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}中各个元素之间的等差关系、x₁、x_n，确定各个测风点分别和激光雷达的距离。

可以理解的是，预设距离区间的起始边界点也即是预设距离区间中和风力发电机组最近的点，而终止边界点和风力发电机组最远的点。还需要进一步说明的是，激光雷达是设于风力发电机组上的，因此本实施例中将激光雷达和风力发电机组之间的距离差视为0，也即是说各个测风点和激光雷达之间的距离也即是测风点和风力发电机组之间的距离，对此本申请中各个实施例中均相同，后续不在详细赘述。

参照图4，图4中横坐标为各个测风点序号，纵坐标为各个测风点和激光雷达之间的距离。图4中以n＝10，第一个测风点距离激光雷达的距离为50m，最后一个测风点距离激光雷达的距离为200m，也即是说预设距离区间为距离激光雷达为50m至200m的区间范围。由图4可以明显确定，本实施例中越靠近激光雷达，各个测风点之间的间距越小，反之，越远离激光雷达，各个测风点之间的间距越大。由此使得基于本实施例中的方式确定的测风点位置最终运算获得的平均风速中，受靠近激光雷达的测风点影响的比重更大，有利于更准确的确定后续是否需要进行变桨调节。

基于上述任意实施例，在当前风速达到预警风速的基础上，还需要进一步地对风切变进行运算，在本申请的一种可选地实施例中，确定预设距离区间对应的当前风切变的过程可以包括：

S151：利用激光雷达测量获得预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变。

需要说明的是，对于n个测风点的设置方式，和上述测风速设置的测风点的位置的方式可以完全相同，可以完全在预设距离区间内选取n个等间距的测风点，也可以是按照上述实施例中根据自然指数进行选取n个测风点，对此，本实施例中不做过多限制。

可选地，对于每个测风点的风切变的测量方式可以包括：

利用激光雷达测得分别为上平面风速和下平面风速，其中，上平面风速和下平面风速分别为与水平面的俯仰角大小相等方向相反的上平面和下平面的风速，且激光雷达位于上平面和下平面的交点；

利用风切变公式

确定各个测风点对应的风切变；其中，v_hi为第i个测风点的上平面风速，v_li为第i个测风点的上平面风速，i∈1,2,3,…,n，x_i为第i个测风点到激光雷达的距离，H为激光雷达的高度，即激光雷达距离地面的高度，θ为俯仰角。

参照图5，图5为本申请实施例的激光雷达测风切变的示意图。其中，O点为激光雷达所在的位置点，以激光雷达输出n1、n2、n3、n4四束激光信号为例，其中，光束n1和光束n2分别在测量点x_i所在的竖直平面(垂直于x轴的竖直平面)测得的风速的平均值即为第i个测风点的上平面风速v_hi；光束n3和光束n4分别在测量点x_i所在的竖直平面测得的风速的平均值即为第i个测风点的下平面风速v_li；且光束n1和光束n2所在的平面与水平面(x轴和y轴构成的平面)之间的俯仰角为θ，而光束n3和光束n4所在的平面与水平面之间的俯仰角为-θ。当然，在实际应用中，在光束n1和n2所在平面上可能存在两束以上的光束，但最终以各束光束测得的平均值最为上平面风速即可。同理，下平面风速也类似。

S152：对n个风切变和对应的测风点与激光雷达之间距离进行线性拟合，确定线性拟合关系式y＝a+bx中的风切变参数a；

其中，y为与激光雷达的距离为x的测风点对应的拟合风切变，b为斜率参数。

对于斜率参数b可以利用公式

计算获得，在此基础上，再将斜率参数b代入公式

由此即可确定风切变参数a，其中，

分别为各个测风点与激光雷达的距离x_i的平均值和各个测风点的风切变y_i的平均值。

S153：对比选取风切变参数a和第一个测风点对应的风切变两个数据中最小值作为当前风切变；其中第一个测风点为n个测风点中距离叶片最近的测风点。

需要说明的是，本申请中将激光雷达和风力发电机所在位置视为同一位置，而风切变参数a在一定程度上相当于是当前已经吹到风力发电机组上的风切变大小。

如前所述，极端情况系，风切变一般为负数，那么风切变参数和第一个测风点的风切变中最小的一个实质上绝对值越大。本实施例中以风切变参数和第一个测风点的风切变中最小值作为当前风切变，以确定当前风机叶片的变桨角度，能够进一步地提升风机安全性，避免叶尖扫塔的问题。

下面对本发明实施例提供的风力发电机组的变桨控制装置进行介绍，下文描述的风力发电机组的变桨控制装置与上文描述的风力发电机组的变桨控制方法可相互对应参照。

图6为本发明实施例提供的风力发电机组的变桨控制装置的结构框图，参照图6中的风力发电机组的变桨控制装置可以包括：

风速检测模块100，用于采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；

风切变模块200，用于判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；

变桨角度模块300，用于根据所述当前风切变，确定所述风力发电机组的变桨角度。

在本申请的一种可选的实施例中，所述风切变模块200，包括：

单点风切变单元，用于利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变；其中所述激光雷达设于所述风机发电机组上；

切变参数单元，用于对n个所述风切变和对应的所述测风点与所述激光雷达之间距离进行线性拟合，确定线性拟合关系式y＝a+bx中的风切变参数a；其中，y为与所述激光雷达的距离为x的测风点对应的拟合风切变，b为斜率参数；

风切变对比单元，用于对比选取所述风切变参数a和第一个测风点对应的风切变两个数据中绝对值最小的数据作为所述当前风切变；其中所述第一个测风点为n个所述测风点中距离所述叶片最近的测风点。

在本申请的一种可选的实施例中，单点风切变单元具体用于利用所述激光雷达测得上平面风速和下平面风速，其中，所述上平面风速和所述下平面风速分别为与水平面的俯仰角大小相等方向相反的上平面和下平面的风速，且所述激光雷达位于所述上平面和所述下平面的交点；利用风切变公式

确定各个所述测风点对应的风切变；其中，v_hi为第i个所述测风点的所述上平面风速，v_li为第i个所述测风点的所述上平面风速，i∈1,2,3,…,n，x_i为第i个所述测风点到所述激光雷达的距离，H为所述激光雷达的高度，θ为俯仰角。

在本申请的一种可选的实施例中，风速检测模块100具体用于利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风速大小；以第一个测风点对应的风速为当前第一风速，以n个所述侧风点的平均风速为当前第二风速；

相应地，风切变模块200具体用于判断所述当前第一风速和所述当前第二风速中是否存在至少一个达到所述预警风速。

在本申请的一种可选的实施例中，包括测风点设定模块，用于令等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}满足：e^k(1)＝x₁，e^k(i)＝x_i，e^k(n)＝x_n；其中，x₁等于所述预设距离区间的起始边界点和所述激光雷达的距离，x_n等于所述预设距离区间的终止边界点和所述激光雷达的距离；根据所述等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}中各个元素之间的等差关系、x₁、x_n，确定各个所述测风点分别和所述激光雷达的距离。

在本申请的一种可选的实施例中，风切变模块200具体用于判断所述当前风速是否大于第一预警风速且小于第二预警风速；若否，则保持所述风力发电机组的变桨角度不变；若是，则执行检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变的步骤；其中，所述第一预警风速小于额定风速，所述第二预警风速大于所述额定风速，所述额定风速为所述风力发电机组的额定转速对应的风速。

本实施例的风力发电机组的变桨控制装置用于实现前述的风力发电机组的变桨控制方法，因此风力发电机组的变桨控制装置中的具体实施方式可见前文中的风力发电机组的变桨控制方法的实施例部分，在此不再赘述。

本申请还提供了一种风力发电机组的变桨控制设备的实施例，该设备可以包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述风力发电机组的变桨控制方法的步骤。

该风力发电机组的变桨控制方法可以包括：

采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；

判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；

根据所述当前风切变以及预先确定的风切变和变桨角度之间的对应关系，确定所述风力发电机组的当前变桨角度。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述风力发电机组的变桨控制方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”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。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，包括：

采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；

判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；

根据所述当前风切变以及预先确定的风切变和变桨角度之间的对应关系，确定所述风力发电机组的当前变桨角度。

2.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变，包括：

利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变；其中所述激光雷达设于所述风机发电机组上；

对n个所述风切变和对应的所述测风点与所述激光雷达之间距离进行线性拟合，确定线性拟合关系式y＝a+bx中的风切变参数a；其中，y为与所述激光雷达的距离为x的测风点对应的拟合风切变，b为斜率参数；

对比选取所述风切变参数a和第一个测风点对应的风切变两个数据中最小值作为所述当前风切变；其中所述第一个测风点为n个所述测风点中距离所述叶片最近的测风点。

3.如权利要求2所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变，包括：

利用所述激光雷达测得分别上平面风速和下平面风速，其中，所述上平面风速和所述下平面风速分别为与水平面的俯仰角大小相等方向相反的上平面和下平面的风速，且所述激光雷达位于所述上平面和所述下平面的交点；

利用风切变公式

确定各个所述测风点对应的风切变；其中，v_hi为第i个所述测风点的所述上平面风速，v_li为第i个所述测风点的所述上平面风速，i∈1,2,3,…,n，x_i为第i个所述测风点到所述激光雷达的距离，H为所述激光雷达的高度，θ为俯仰角。

4.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速，包括：

利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风速大小；

以第一个测风点对应的风速为当前第一风速，以n个所述侧风点的平均风速为当前第二风速；

相应地，判断所述当前风速是否达到预警风速，包括：

判断所述当前第一风速和所述当前第二风速中是否存在至少一个达到所述预警风速。

5.如权利要求2至4任一项所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，设定n个所述测风点的位置的过程包括：

令等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}满足：e^k(1)＝x₁，e^k(i)＝x_i，e^k(n)＝x_n；其中，x₁等于所述预设距离区间的起始边界点和所述激光雷达的距离，x_n等于所述预设距离区间的终止边界点和所述激光雷达的距离；

根据所述等差数列{k(1),k(2),…,k(n)}中各个元素之间的等差关系、x₁、x_n，确定各个所述测风点分别和所述激光雷达的距离。

6.如权利要求1所述的风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，判断所述当前风速是否达到预警风速，包括：

判断所述当前风速是否大于第一预警风速且小于第二预警风速；

若否，则保持所述风力发电机组的变桨角度不变；

若是，则执行检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变的步骤；

其中，所述第一预警风速小于额定风速，所述第二预警风速大于所述额定风速，所述额定风速为所述风力发电机组的额定转速对应的风速。

7.一种风力发电机组的变桨控制装置，其特征在于，包括：

风速检测模块，用于采集风力发电机组的叶尖净空值并判断所述叶尖净空值是否大于预警值，若是，则检测获得距离所述风力发电机组在预设距离区间内对应的当前风速；

风切变模块，用于判断所述当前风速是否达到预警风速，若是，则检测获得所述预设距离区间内的位置对应的当前风切变；

变桨角度模块，用于根据所述当前风切变，确定所述风力发电机组的变桨角度。

8.如权利要求7所述的风力发电机组的变桨控制装置，其特征在于，所述风切变模块，包括：

单点风切变单元，用于利用激光雷达测量获得所述预设距离区间内n个测风点分别对应的风切变；其中所述激光雷达设于所述风机发电机组上；

切变参数单元，用于对n个所述风切变和对应的所述测风点与所述激光雷达之间距离进行线性拟合，确定线性拟合关系式y＝a+bx中的风切变参数a；其中，y为与所述激光雷达的距离为x的测风点对应的拟合风切变，b为斜率参数；

风切变对比单元，用于对比选取所述风切变参数a和第一个测风点对应的风切变两个数据中绝对值最小的数据作为所述当前风切变；其中所述第一个测风点为n个所述测风点中距离所述叶片最近的测风点。

9.一种风力发电机组的变桨控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述风力发电机组的变桨控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述风力发电机组的变桨控制方法的步骤。

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