CN116591901A - 一种风电机组变桨控制方法及系统 - Google Patents

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赵海玉
乔强
王子萱
李彦彰
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Abstract

本发明公开了一种风电机组变桨控制方法及系统，涉及风力发电技术领域，其中方法包括以下步骤：采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；将所述工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足所述故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，完成变桨控制；本发明根据风电机组的工作参数与预设参数比较的差异值与多个阈值进行对比，根据对比结果进行不同的变桨控制，提高变桨调节的精度。

Description

一种风电机组变桨控制方法及系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，更具体的说是涉及一种风电机组变桨控制方法及系统。
背景技术
目前，变桨控制技术简单来说，就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率。变桨系统作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用。稳定的变桨控制已成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。
但是，现有的变桨控制过程仅将桨叶的角度和预设的取值范围进行对比，当不符合阈值时则进行调整，上述确定叶片的变桨是否异常的方法存在调整精度较低的缺陷。
因此，如何提供一种能够解决上述问题的风电机组变桨控制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风电机组变桨控制方法及系统，根据风电机组的工作参数与预设参数比较的差异值与多个阈值进行对比，根据对比结果进行不同的变桨控制，提高变桨调节的精度。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风电机组变桨控制方法，包括以下步骤：
采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；
将所述工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；
利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足所述故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，完成变桨控制。
优选的，利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当不满足所述故障状态判定条件时的具体处理过程包括：
利用所述差异值与第一预设阈值比较，当所述差异值小于等于所述第一预设阈值时，确定所述风电机组对应的变桨控制器，控制所述变桨控制器调节差异值，直至所述差异值为零；
当所述差异值大于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制；
当所述差异值大于所述第二预设阈值时，构建补偿处理模型，利用所述补偿处理模型对所述差异值以及所述环境参数进行补偿处理，根据所述补偿处理结果控制所述待处理风电机组进行控制。
优选的，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制的具体处理过程包括：
获取所述待处理风电机组的历史正常工作参数数据及环境参数数据，并对所述历史正常工作参数数据及所述环境参数数据进行预处理；
建立经过预处理的所述历史正常工作参数数据与所述环境参数数据的相关向量组；
构建故障处理模型，将所述相关向量组划分为训练集和测试集，利用所述训练集训练所述故障处理模型；
当训练完成后利用所述测试集对所述故障处理模型进行测试，完成测试后利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制；
利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制。
优选的，当所述差异值大于所述第二预设阈值时，构建补偿处理模型，利用所述补偿处理模型对所述差异值以及所述环境参数进行补偿处理的具体处理过程包括：
将所述工作参数进行预处理；
利用经过预处理的所述工作参数组建系统模型；
构建补偿处理模型，将所述系统模型、所述环境参数以及所述差异值输入至所述补偿处理模型进行补偿处理。
优选的，所述环境参数包括：风速、环境温湿度。
优选的，所述工作参数包括：叶片角度、电机电流、变桨速度、变桨电机温度、变桨柜电容温度。
本发明还提供一种利用上述任一项所述的一种风电机组变桨控制方法的控制系统，包括：
采集模块，用于采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；
对比模块，用于将所述工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；
控制模块，用于利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足所述故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，完成变桨控制。
利用机组正常运行数据建模(变桨状态因子)和影响因素(机组变桨故障叶片角度、变桨电机电流、变桨速度、变桨电机温度、变桨柜温度、变桨柜电容温度)作为一个相关向量，模型建立完成后，当输入当前时刻激励源便可输出变桨系统因子，得出机组变桨系统的工作状态。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种风电机组变桨控制方法及系统，根据风电机组的工作参数与预设参数比较的差异值与多个阈值进行对比，根据对比结果进行不同的变桨控制，提高变桨调节的精度，且可以保持系统的稳定性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种风电机组变桨控制方法的整体流程图；
图2为本发明提供的一种风电机组变桨控制系统的结构原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
参见附图1所示，本发明实施例公开了一种风电机组变桨控制方法，包括以下步骤：
采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；
将工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；
利用差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用故障处理模型对差异值进行处理，完成变桨控制。
在一个具体的实施例中，利用差异值判断是否满足故障状态判定条件，当不满足故障状态判定条件时的具体处理过程包括：
利用差异值与第一预设阈值比较，当差异值小于等于第一预设阈值时，确定风电机组对应的变桨控制器，控制变桨控制器调节差异值，直至差异值为零；
当差异值大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，构建故障处理模型，利用故障处理模型对差异值进行处理，根据处理结果完成变桨控制；
当差异值大于第二预设阈值时，构建补偿处理模型，利用补偿处理模型对差异值以及环境参数进行补偿处理，根据补偿处理结果控制待处理风电机组进行控制。
在一个具体的实施例中，构建故障处理模型，利用故障处理模型对差异值进行处理，根据处理结果完成变桨控制的具体处理过程包括：
获取待处理风电机组的历史正常工作参数数据及环境参数数据，并对历史正常工作参数数据及环境参数数据进行预处理；
建立经过预处理的历史正常工作参数数据与环境参数数据的相关向量组；
构建故障处理模型，将相关向量组划分为训练集和测试集，利用训练集训练故障处理模型；
当训练完成后利用测试集对故障处理模型进行测试，完成测试后利用故障处理模型对差异值进行处理，根据处理结果完成变桨控制；
利用故障处理模型对差异值进行处理，根据处理结果完成变桨控制。
在一个具体的实施例中，当差异值大于第二预设阈值时，构建补偿处理模型，利用补偿处理模型对差异值以及环境参数进行补偿处理的具体处理过程包括：
将工作参数进行预处理；
利用经过预处理的工作参数组建系统模型；
构建补偿处理模型，将系统模型、环境参数以及差异值输入至补偿处理模型进行补偿处理。
在一个具体的实施例中，环境参数包括：风速、环境温湿度。
在一个具体的实施例中，工作参数包括：叶片角度、电机电流、变桨速度、变桨电机温度、变桨柜电容温度。
参见附图2所示，本发明实施例还提供一种利用上述实施例任一项的一种风电机组变桨控制方法的控制系统，包括：
采集模块，用于采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；
对比模块，用于将工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；
控制模块，用于利用差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用故障处理模型对差异值进行处理，完成变桨控制。
是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；
将所述工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；
利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足所述故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，完成变桨控制。
2.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当不满足所述故障状态判定条件时的具体处理过程包括：
利用所述差异值与第一预设阈值比较，当所述差异值小于等于所述第一预设阈值时，确定所述风电机组对应的变桨控制器，控制所述变桨控制器调节差异值，直至所述差异值为零；
当所述差异值大于所述第一预设阈值且小于第二预设阈值时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制；
当所述差异值大于所述第二预设阈值时，构建补偿处理模型，利用所述补偿处理模型对所述差异值以及所述环境参数进行补偿处理，根据所述补偿处理结果控制所述待处理风电机组进行控制。
3.根据权利要求2所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制的具体处理过程包括：
获取所述待处理风电机组的历史正常工作参数数据及环境参数数据，并对所述历史正常工作参数数据及所述环境参数数据进行预处理；
建立经过预处理的所述历史正常工作参数数据与所述环境参数数据的相关向量组；
构建故障处理模型，将所述相关向量组划分为训练集和测试集，利用所述训练集训练所述故障处理模型；
当训练完成后利用所述测试集对所述故障处理模型进行测试，完成测试后利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制；
利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，根据所述处理结果完成变桨控制。
4.根据权利要求2所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，当所述差异值大于所述第二预设阈值时，构建补偿处理模型，利用所述补偿处理模型对所述差异值以及所述环境参数进行补偿处理的具体处理过程包括：
将所述工作参数进行预处理；
利用经过预处理的所述工作参数组建系统模型；
构建补偿处理模型，将所述系统模型、所述环境参数以及所述差异值输入至所述补偿处理模型进行补偿处理。
5.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，所述环境参数包括：风速、环境温湿度。
6.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，所述工作参数包括：叶片角度、电机电流、变桨速度、变桨电机温度、变桨柜电容温度。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的一种风电机组变桨控制方法的控制系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集待处理风电机组所处的环境参数，同时获取待处理风电机组在当前时刻的工作参数；
对比模块，用于将所述工作参数与预设参数范围值进行对比，得到对应的差异值；
控制模块，用于利用所述差异值判断是否满足故障状态判定条件，当满足所述故障状态判定条件时，构建故障处理模型，利用所述故障处理模型对所述差异值进行处理，完成变桨控制。
利用机组正常运行数据建模(变桨状态因子)和影响因素(机组变桨故障叶片角度、变桨电机电流、变桨速度、变桨电机温度、变桨柜温度、变桨柜电容温度)作为一个相关向量，模型建立完成后，当输入当前时刻激励源便可输出变桨系统因子，得出机组变桨系统的工作状态。
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