CN117552925A - 一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介质 - Google Patents

一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介，均采用如下方法：接收启机控制指令并检测风力发电机组是否满足启机第一预设条件；若风力发电机组满足启机预设条，控制风力发电机组进入机组上电预启动模式，当机组进入上电预启动状态时，控制系统加载参数文件及事件文件，控制风力发电机组在预设上电延时时长内处于预启机状态；风力发电机组上电预启动完成后，进一步检测机组维护状态，并根据机组维护状态的状态特征控制机组进入机组启机自检模式；根据机组启机自检模式下自检的结果，控制机组进入自检测试模式；在满足自检测试结果的情况下，控制机组刹车释放，调节桨叶变桨至启动桨角，控制机组转速提升，并通过变频器与电网并网。

Description

一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介质
技术领域
本发明涉及一种风力发电控制技术，具体涉及一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介质。
背景技术
风力发电机组是将风能转换为电能的装置，只有当风速大于风速阈值时，风力发电机组具备向电网输出电能的条件，此时，风力发电机组应尽快启动，以避免发电量损失。当风力发电机组现场运行发生故障或者需要正常停机时会触发停机策略，例如，当发生电网掉电故障时会触发电网掉电停机策略。
由于风力发电机组结构复杂且易受外部条件影响，如何安全且平稳的启机对于风力发电机组的运行支管重要，基于此，提出一种风力发电机组启机控制方法、系统及其存储介质。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷，提供一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介。
为实现上述目的，本发明之一的一种风力发电机组启机控制方法，适用于水平轴风力发电机组的启动，包括：
步骤S101，接收启机控制指令并检测风力发电机组是否满足启机第一预设条件，所述启机第一预设条件至少包括每只桨叶的桨角与预设停机位置所在桨角的偏差值是否小于预设桨角偏差阀值，主轴转速是否小于预设主轴转速阀值，发电机转速是否小于预设发电机转速阀值，机组的刹车等级维持在预设等级；
步骤S102，若风力发电机组满足启机预设条，控制风力发电机组进入机组上电预启动模式，当机组进入上电预启动状态时，控制系统加载参数文件及事件文件，控制风力发电机组在预设上电延时时长内处于预启机状态；
步骤S103，风力发电机组上电预启动完成后，进一步检测机组维护状态，并根据机组维护状态的状态特征控制机组进入机组启机自检模式；
步骤S104，根据机组启机自检模式下自检的结果，控制机组进入自检测试模式；
步骤S105，在满足自检测试结果的情况下，控制机组刹车释放，调节桨叶变桨至启动桨角，控制机组转速提升，并通过变频器与电网并网。
具体实施例中，若机组维护处于激活状态时，需将机组维护状态切换至未激活状态，若机组处于未激活状态，则控制机组进入机组启动模式。
具体实施例中，风力发电机组进入机组启机自检模式时，控制系统检测并判断是否满足启机第二预设条件，所述启机第二预设条件至少进一步包括启动前预设时长内的平均风速是否大于预设启动风速，且启动前预设时长内的平均风速持续时长超过设定的预设时长阀值；齿轮箱油温是否偏低且处于未激活状态；手动偏航是否处于未激活且启动前预设时长内的平均风向是否小于预设立即偏航误差，同时偏航未动作；变流器加热是否处于未激活状态；电网截止频率是否处于未激活状态；手动刹车是否处于未激活状态。
具体实施例中，若不满足启机第二预设条件，则返回步骤S102；若满足启机第二预设条件，则控制机组进入自检测试模式。
具体实施例中，自检测试模式至少包括变桨自检测试和刹车自检测试。
具体实施例中，所述步骤104进一步包括步骤1041：控制机组进入自检激活状态且进一步判断预设时长内的平均风速是否小于预设刹车投入风速阀值，若机组自检处于激活状态且预设时长内的平均风速小于预设刹车投入风速阀值时，则控制机组打开刹车；若机组自检处于非激活状态或/和预设时长内的平均风速不满足小于预设刹车投入风速阀值时，则进入变桨自检测试控制模式。
具体实施例中，所述步骤104进一步包括步骤1042：变桨自检测试模式下，控制系统激活刹车，控制桨叶按照设定变桨速率变桨至设定变桨位置，并进一步自检预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值是否满足小于预设测试桨角偏差阀值。
具体实施例中，所述步骤104进一步包括步骤1043：根据预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值是否满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，进行刹车自检测试；若预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，则进行刹车测试，刹车测试包括激活机组刹车，并检测预设自检刹车时长内，发电机实际转速是否小于预设自检刹车最大发电机转速，主轴转速是否小于预设刹车最大主轴转速；若预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值不满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，则重复执行步骤104。
具体实施例中，在步骤S105中，若机组刹车已释放且刹车信号已反馈给控制系统，则进一步调节桨叶变桨至启动桨角，若机组刹车未释放或/和刹车信号未反馈给控制系统，则返回进行机组刹车释放步序。
具体实施例中，在步骤S105中，调节桨叶变桨至启动桨角具体是指控制桨叶按照预设启动最大变桨速率变桨至预设启动最小桨角位置。
具体实施例中，所述步骤105进一步包括步骤1051：在调节桨叶变桨至启动桨角完成后进一步判断在预设桨角启动时间内，实际转速是否满足大于预设最小启动转速，且桨叶已调节至预设启动最小桨角位置；若在预设桨角启动时间内，实际转速满足大于预设最小启动转速，且桨叶已调节至预设启动最小桨角位置，则控制机组提升转速直至机组通过变频器与电网并网；若在预设桨角启动时间内，实际转速不满足大于预设最小启动转速或/和桨叶未调节至预设启动最小桨角位置，则返回重复执行调节桨叶变桨至启动桨角步序。
本发明之二的一种风力发电机组启机控制设备，包括：
处理器，适用于实如本发明之一所述的风力发电机组启机控制方法的一条或多条计算机程序；以及
计算机存储介质，所述存储有一条或多条计算机程序，所述一条或多条计算机程序适于由所述处理器加载并执行如本发明之一所述的风力发电机组启机控制方法。
本发明之三的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，用于执行如本发明之一所述风力发电机组启机控制方法。
综上所述，本发明提供的一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介质能够较好且平滑地实现风机启动机，有效地确保风力发电机组的运行安全。
附图说明
图1为本发明之一的一种风力发电机组停机控制方法的主流程示意图。
图2为本发明之一的一种风力发电机组停机控制方法的一子流程示意图。
图3为本发明之一的一种风力发电机组停机控制方法的另一子流程示意图。
图4为本发明之二的风力发电机组停机控制设备的示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。本申请所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图3，本发明之一的一种风力发电机组启机控制方法，适用于水平轴风力发电机组的启动，包括：
步骤S101：接收启机控制指令并检测风力发电机组是否满足启机第一预设条件，所述启机第一预设条件至少包括每只桨叶的桨角与预设停机位置所在桨角的偏差值是否小于预设桨角偏差阀值，主轴转速是否小于预设主轴转速阀值，发电机转速是否小于预设发电机转速阀值，机组的刹车等级维持在预设等级；
步骤S102：若风力发电机组满足启机预设条，控制风力发电机组进入机组上电预启动模式，当机组进入上电预启动状态时，控制系统加载参数文件及事件文件，控制风力发电机组在预设上电延时时长内处于预启机状态；
步骤S103：风力发电机组上电预启动完成后，进一步检测机组维护状态，并根据机组维护状态的状态特征控制机组进入机组启机自检模式；
若机组维护处于激活状态时，需将机组维护状态切换至未激活状态，若机组处于未激活状态，则控制机组进入机组启动模式。
风力发电机组进入机组启机自检模式时，控制系统检测并判断是否满足启机第二预设条件，所述启机第二预设条件至少进一步包括启动前预设时长内的平均风速是否大于预设启动风速，且启动前预设时长内的平均风速持续时长超过设定的预设时长阀值；齿轮箱油温是否偏低且处于未激活状态；手动偏航是否处于未激活且启动前预设时长内的平均风向是否小于预设立即偏航误差，同时偏航未动作；变流器加热是否处于未激活状态；电网截止频率是否处于未激活状态；手动刹车是否处于未激活状态。
若不满足启机第二预设条件，则返回步骤S102；若满足启机第二预设条件，则控制机组进入自检测试模式。
步骤S104：根据机组启机自检模式下自检的结果，控制机组进入自检测试模式，
自检测试模式至少包括变桨自检测试和刹车自检测试。
所述步骤104进一步包括步骤1041：控制机组进入自检激活状态且进一步判断预设时长内的平均风速是否小于预设刹车投入风速阀值，若机组自检处于激活状态且预设时长内的平均风速小于预设刹车投入风速阀值时，则控制机组打开刹车；若机组自检处于非激活状态或/和预设时长内的平均风速不满足小于预设刹车投入风速阀值时，则进入变桨自检测试控制模式。
所述步骤104进一步包括步骤1042：变桨自检测试模式下，控制系统激活刹车，控制桨叶按照设定变桨速率变桨至设定变桨位置，并进一步自检预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值是否满足小于预设测试桨角偏差阀值。
所述步骤104进一步包括步骤1043：根据预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值是否满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，进行刹车自检测试。具体地，若预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，则进行刹车测试，刹车测试包括激活机组刹车，并检测预设自检刹车时长内，发电机实际转速是否小于预设自检刹车最大发电机转速，主轴转速是否小于预设刹车最大主轴转速；若预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值不满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，则重复执行步骤104。
步骤S105：在满足自检测试结果的情况下，控制机组刹车释放，调节桨叶变桨至启动桨角，控制机组转速提升，并通过变频器与电网并网。
在步骤S105中，若机组刹车已释放且刹车信号已反馈给控制系统，则进一步调节桨叶变桨至启动桨角，若机组刹车未释放或/和刹车信号未反馈给控制系统，则返回进行机组刹车释放步序。
在步骤S105中，调节桨叶变桨至启动桨角具体是指控制桨叶按照预设启动最大变桨速率变桨至预设启动最小桨角位置。
所述步骤105进一步包括步骤1051：在调节桨叶变桨至启动桨角完成后进一步判断在预设桨角启动时间内，实际转速是否满足大于预设最小启动转速，且桨叶已调节至预设启动最小桨角位置。
若在预设桨角启动时间内，实际转速满足大于预设最小启动转速，且桨叶已调节至预设启动最小桨角位置，则控制机组提升转速直至机组通过变频器与电网并网。
若在预设桨角启动时间内，实际转速不满足大于预设最小启动转速或/和桨叶未调节至预设启动最小桨角位置，则返回重复执行调节桨叶变桨至启动桨角步序。
请参阅图4，本发明之二的一种风力发电机组启机控制设备600，包括：
处理器601，适用于实现本发明之一所述的风力发电机组启机控制方法的一条或多条计算机程序；以及
计算机存储介质602，所述计算机存储介质602存储有一条或多条计算机程序，所述一条或多条计算机程序适于由所述处理器601加载并执行如本发明之一所述的风力发电机组启机控制方法。
所述处理器601设置在风力发电机组的控制系统内。
需要说明的是，上述步骤均可以由处理器601加载计算机存储介质中的各个软件模块或编程模块后执行。
根据本公开的风力发电机组启机控制方法可由所述的主控制器执行，也可以脱离于主控制器的第三方平台上执行。作为示例，该启机控制方法由主控制器执行，所述主控制器可包括计算机存储介质和处理器，计算机存储介质可以存储有上述指令或代码，当指令或代码由处理器执行时，可以执行上述停机控制方法。
上述步骤的各个操作可被编写为软件程序或指令，因此，根据本公开的示例性实施例的风力发电机组的启机控制方法可经由软件实现，本公开的示例性实施例的计算机可读存储介质可存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时实现如上述示例性实施例的风力发电机组的启机控制方法。
本发明之四的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器601执行时，用于执行如本发明之一所述风力发电机组启机控制方法。
计算机可读存储介质包括诸如软盘和磁带的磁介质、光介质(包括光盘(CD)ROM和DVD ROM)、诸如软式光盘的磁光介质、设计用于存储和执行程序命令的诸如ROM、RAM的硬件装置以及闪速存储器。程序命令包括由计算机使用解释器可执行的语言代码以及由编译器产生的机器语言代码。上述的硬件装置可以通过用于执行本公开的各个实施例的操作的一个或更多个软件模块来实现。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在计算机可读存储介质中。所述处理器601从计算机可读存储介质中读取该计算机程序，并由处理器执行该计算机程序。
综上所述，本发明提供的一种风力发电机组启机控制方法、设备及其存储介质能够较好且平滑地实现风机启动机，有效地确保风力发电机组的运行安全。
如上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种风力发电机组启机控制方法，适用于水平轴风力发电机组的启动，其特征在于，包括：
步骤S101，接收启机控制指令并检测风力发电机组是否满足启机第一预设条件，所述启机第一预设条件至少包括每只桨叶的桨角与预设停机位置所在桨角的偏差值是否小于预设桨角偏差阀值，主轴转速是否小于预设主轴转速阀值，发电机转速是否小于预设发电机转速阀值，机组的刹车等级维持在预设等级；
步骤S102，若风力发电机组满足启机预设条，控制风力发电机组进入机组上电预启动模式，当机组进入上电预启动状态时，控制系统加载参数文件及事件文件，控制风力发电机组在预设上电延时时长内处于预启机状态；
步骤S103，风力发电机组上电预启动完成后，进一步检测机组维护状态，并根据机组维护状态的状态特征控制机组进入机组启机自检模式；
步骤S104，根据机组启机自检模式下自检的结果，控制机组进入自检测试模式；
步骤S105，在满足自检测试结果的情况下，控制机组刹车释放，调节桨叶变桨至启动桨角，控制机组转速提升，并通过变频器与电网并网。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，若机组维护处于激活状态时，需将机组维护状态切换至未激活状态，若机组处于未激活状态，则控制机组进入机组启动模式。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，风力发电机组进入机组启机自检模式时，控制系统检测并判断是否满足启机第二预设条件，所述启机第二预设条件至少进一步包括启动前预设时长内的平均风速是否大于预设启动风速，且启动前预设时长内的平均风速持续时长超过设定的预设时长阀值；齿轮箱油温是否偏低且处于未激活状态；手动偏航是否处于未激活且启动前预设时长内的平均风向是否小于预设立即偏航误差，同时偏航未动作；变流器加热是否处于未激活状态；电网截止频率是否处于未激活状态；手动刹车是否处于未激活状态。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，若不满足启机第二预设条件，则返回步骤S102；若满足启机第二预设条件，则控制机组进入自检测试模式。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，自检测试模式至少包括变桨自检测试和刹车自检测试。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，所述步骤104进一步包括步骤1041：控制机组进入自检激活状态且进一步判断预设时长内的平均风速是否小于预设刹车投入风速阀值，若机组自检处于激活状态且预设时长内的平均风速小于预设刹车投入风速阀值时，则控制机组打开刹车；若机组自检处于非激活状态或/和预设时长内的平均风速不满足小于预设刹车投入风速阀值时，则进入变桨自检测试控制模式。
7.根据权利要求6所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，所述步骤104进一步包括步骤1042：变桨自检测试模式下，控制系统激活刹车，控制桨叶按照设定变桨速率变桨至设定变桨位置，并进一步自检预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值是否满足小于预设测试桨角偏差阀值。
8.根据权利要求7所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，所述步骤104进一步包括步骤1043：根据预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值是否满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，进行刹车自检测试，若预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，则进行刹车测试，刹车测试包括激活机组刹车，并检测预设自检刹车时长内，发电机实际转速是否小于预设自检刹车最大发电机转速，主轴转速是否小于预设刹车最大主轴转速；若预设自检测试时长内，三只桨叶的实际位置所在桨角与预设变桨自检测试的桨角之间的偏差值不满足小于预设测试桨角偏差阀值的变桨自检测试结果，则重复执行步骤104。
9.根据权利要求2至5任意一项所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，在步骤S105中，若机组刹车已释放且刹车信号已反馈给控制系统，则进一步调节桨叶变桨至启动桨角，若机组刹车未释放或/和刹车信号未反馈给控制系统，则返回进行机组刹车释放步序。
10.根据权利要求2至5任意一项所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，在步骤S105中，调节桨叶变桨至启动桨角具体是指控制桨叶按照预设启动最大变桨速率变桨至预设启动最小桨角位置。
11.根据权利要求2至5任意一项所述的一种风力发电机组启机控制方法，其特征在于，所述步骤105进一步包括步骤1051：在调节桨叶变桨至启动桨角完成后进一步判断在预设桨角启动时间内，实际转速是否满足大于预设最小启动转速，且桨叶已调节至预设启动最小桨角位置；若在预设桨角启动时间内，实际转速满足大于预设最小启动转速，且桨叶已调节至预设启动最小桨角位置，则控制机组提升转速直至机组通过变频器与电网并网；若在预设桨角启动时间内，实际转速不满足大于预设最小启动转速或/和桨叶未调节至预设启动最小桨角位置，则返回重复执行调节桨叶变桨至启动桨角步序。
12.一种风力发电机组启机控制设备，其特征在于，包括：
处理器，适用于实如权利要求1至11任意一项所述的风力发电机组启机控制方法的一条或多条计算机程序；以及
计算机存储介质，所述存储有一条或多条计算机程序，所述一条或多条计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1至11任意一项所述的风力发电机组启机控制方法。
13.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，用于执行如权利要求1至11任意一项所述风力发电机组启机控制方法。
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