風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和控制裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，包括：確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速；根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變槳控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在該安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在該限功率值?；诒景l(fā)明公開(kāi)的限功率控制方法，能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和控制 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。一般情 況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制策略分為四個(gè)階段:第一階段為最小轉(zhuǎn)速階段，將最小轉(zhuǎn)速作為 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的目標(biāo)轉(zhuǎn)速;第二階段通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩使葉輪按照最佳葉尖速 比λ進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，W獲得最大風(fēng)能利用系數(shù)Cpmax，從而得到最優(yōu)增益Kept,使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大 程度地捕獲風(fēng)能;第Ξ階段為過(guò)渡階段，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速到達(dá)額定轉(zhuǎn)速，通過(guò)PID (比例積分微分)控制方法調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使葉輪轉(zhuǎn)速維持在額定轉(zhuǎn)速;第四階 段為滿(mǎn)發(fā)階段，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩達(dá)到額定扭矩后，通過(guò)變獎(jiǎng)PID控制使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 恒功率輸出。
[0003] 由于風(fēng)電在電力系統(tǒng)中的比重不斷增加，運(yùn)導(dǎo)致電網(wǎng)難W消納全部的風(fēng)電，因此 要根據(jù)電網(wǎng)消納風(fēng)電的能力對(duì)風(fēng)電場(chǎng)出力進(jìn)行調(diào)度控制。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)遇到電網(wǎng)限電的要求 時(shí)，要采用限功率的方式控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的特性，風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的輸出功率Ρ=Κ〇ρ姐3,其中Kept為最優(yōu)增益，η為葉輪轉(zhuǎn)速。
[0004] 目前針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制通過(guò)降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí) 現(xiàn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速的平均值被稱(chēng)為中間轉(zhuǎn)速，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 扭矩給定的下限為關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速的分段函數(shù)，在正常條件下，該分段函數(shù) 如圖1所示，其中nmin為最小轉(zhuǎn)速，nmid為中間轉(zhuǎn)速，nLrated為限額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 限功率值很低，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速nLrated接近甚至小于或等于最小轉(zhuǎn)速nmin時(shí) (如圖2所示），風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速riLrated、最小轉(zhuǎn)速rimin和額定轉(zhuǎn)速nrated接近重疊， 而風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩給定受該分段函數(shù)錯(cuò)制，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組會(huì)發(fā)生扭矩跳變。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和控制裝置， W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，包括：
[000引確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小 轉(zhuǎn)速；
[0009] 根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，所述限 額定轉(zhuǎn)速為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出所述限功率值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速；
[0010] 當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于所述安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn) 行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí) 減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在所述限功率值。
[0011] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制方法中，所述減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，包 括:利用公式Kcopt = Pset/Wf3*Kopt確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的增益減小至所述變最優(yōu)增益；其中，KcDpt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Knpt為所 述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的安全轉(zhuǎn)速。
[0012] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制方法中，在確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn) 速之后，還包括：當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速大于或等于所述安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)所述風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述 限額定轉(zhuǎn)速。
[0013] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制方法中，所述確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn) 速，包括:確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速;確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速安全增量;計(jì) 算所述最小轉(zhuǎn)速和所述轉(zhuǎn)速安全增量的和值，并將其作為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0014] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制方法中，所述根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率 值確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，包括:獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下的 轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn);在所述轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)中查找與所述限功率值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，查找到的轉(zhuǎn)速 作為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速。
[0015] 第二方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置，包括：
[0016] 安全轉(zhuǎn)速確定單元，用于確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速；
[0017] 限額定轉(zhuǎn)速確定單元，用于根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，所述限額定轉(zhuǎn)速為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出所述限功 率值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速；
[0018] 第一控制單元，在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于所述安全轉(zhuǎn)速的情況下， 對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保 持在所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功 率保持在所述限功率值。
[0019] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制裝置中，所述第一控制單元減小所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益，具體為:利用公式Kcopt = Pset/Wf3*Kopt確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益， 將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益減小至所述變最優(yōu)增益;其中，KcDpt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變 最優(yōu)增益，Kopt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref 為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0020] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制裝置中，還包括第二控制單元，所述第二控制單 元在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速大于或等于所述安全轉(zhuǎn)速的情況下，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述限額定 轉(zhuǎn)速。
[0021] 第Ξ方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，包括：
[0022] 確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小 轉(zhuǎn)速；
[0023] 根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和所述安全轉(zhuǎn)速計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安 全功率；
[0024] 當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于所述安全功率時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行 扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減 小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在所述限功率值。
[0025] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制方法中，所述減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，包 括:利用公式Kcopt = Pset/Wf3*Kopt確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的增益減小至所述變最優(yōu)增益；其中，KcDpt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Knpt為所 述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的安全轉(zhuǎn)速。
[0026] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制方法中，在確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率 之后，還包括：當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大于或等于所述安全功率時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述限額 定轉(zhuǎn)速。
[0027] 第四方面，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置，包括：
[0028] 安全轉(zhuǎn)速確定單元，用于確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速；
[0029] 安全功率確定單元，用于根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和所述安全轉(zhuǎn)速計(jì)算 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率；
[0030] 第Ξ控制單元，在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于所述安全功率的情況下，對(duì) 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持 在所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率 保持在所述限功率值。
[0031] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制裝置中，所述第Ξ控制單元減小所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益，具體為:利用公式Kcopt = Pset/Wf3*Kopt確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益， 將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益減小至所述變最優(yōu)增益;其中，KcDpt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變 最優(yōu)增益，Kopt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref 為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0032] 作為一個(gè)示例，在上述限功率控制裝置中，還包括第四控制單元，所述第四控制單 元在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大于或等于所述安全功率的情況下，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述限額定轉(zhuǎn) 速。
[0033] 由此可見(jiàn)，本發(fā)明的有益效果為：
[0034] 本發(fā)明上述公開(kāi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和控制裝置，參照風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的最小轉(zhuǎn)速確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速;根據(jù)該安全轉(zhuǎn)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值 確定，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W與該限功率值對(duì)應(yīng)的限額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，是否存在扭矩 跳變的風(fēng)險(xiǎn);若確定存在扭矩跳變風(fēng)險(xiǎn)，則對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制， 使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值，從而降低風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0036] 圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常條件下的扭矩給定下限值的示意圖；
[0037] 圖2為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在異常條件下的扭矩給定下限值的示意圖；
[0038] 圖3為本發(fā)明公開(kāi)的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖；
[0039] 圖4為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖；
[0040] 圖5為本發(fā)明公開(kāi)的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖6為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖7為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖；
[0043] 圖8為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖；
[0044] 圖9為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖10為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0047] 本發(fā)明公開(kāi)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩 跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[004引實(shí)施例一
[0049] 參見(jiàn)圖3,圖3為本發(fā)明公開(kāi)的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖。該 限功率控制方法包括；
[0050] 步驟S101:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。其中，該安全轉(zhuǎn)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 最小轉(zhuǎn)速。
[0051] 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，判斷是否需控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模 式，在確定需控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式的情況下，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全 轉(zhuǎn)速。
[0052] 在一個(gè)示例中，比較風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率和限功率值W確定是否需要控制風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式。具體的，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率大于或等于限功 率值，則確定需要控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式。
[0053] 步驟S102:根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速。其中， 限額定轉(zhuǎn)速為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出限功率值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
[0054] 步驟S103:當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行 扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率 值。
[0055] 如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安全轉(zhuǎn)速，則表明風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn) 速與最小轉(zhuǎn)速的差值較小，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W該限額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo) 致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變問(wèn)題。在運(yùn)種情況下，通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/ 或變獎(jiǎng)控制，W控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，另外，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍 按照當(dāng)前的增益(通常為最優(yōu)增益)運(yùn)行，則會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率大于限額定功 率，因此要減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，從而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的輸出功率保持在限功率值。
[0056] 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益之間的關(guān)系為:Τ = Κ*η2。其中，T為風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的扭矩，Κ為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，η為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的增益減小后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩也就相應(yīng)減小。
[0057] 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率Ρ = Κ*η3 = Τ*η。通過(guò)該公式可W看到，通過(guò)降低風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的增益，能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩、降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率。通過(guò)調(diào)整風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的增益的取值，就可W控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值。
[0058] 本發(fā)明上述公開(kāi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn) 速確定安全轉(zhuǎn)速，并根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定相應(yīng)的限額定轉(zhuǎn)速，如果風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安全轉(zhuǎn)速，則對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，從而降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性； 同時(shí)，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，從而使得在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速的前提下，其輸出功率保持在限功率值。基于本發(fā)明公開(kāi)的限功 率控制方法，能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn) 定性和安全性。
[0059] 在圖1所示的限功率控制方法中，作為一個(gè)示例，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制 和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，包括：
[0060] 1、如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在低風(fēng)區(qū)運(yùn)行，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率達(dá)到限功率值、 且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速η到達(dá)安全轉(zhuǎn)速nref后，如果風(fēng)速增加，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 運(yùn)行轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速nref與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速η的差值nen<0 時(shí)，為了使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值處，扭矩控制器發(fā)出降低相應(yīng)扭矩給 定的指令，從而調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率，該輸出功率又反饋給轉(zhuǎn)速控制器，由轉(zhuǎn)速控 制器降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速nref的控制。
[0061] 2、如果風(fēng)速繼續(xù)增加，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速超過(guò)最大轉(zhuǎn)速nmax時(shí)，為了使風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值處，開(kāi)啟變獎(jiǎng)控制器，通過(guò)變獎(jiǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，實(shí) 現(xiàn)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速nref的控制。
[0062] 例如，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速在最大轉(zhuǎn)速nmaxW上，通過(guò)控制變獎(jiǎng)電機(jī)使獎(jiǎng)距 角相應(yīng)增大，降低葉輪轉(zhuǎn)速，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速就會(huì)降低；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn) 速降低到安全轉(zhuǎn)速nrefW下時(shí)，獎(jiǎng)距角減小到最小獎(jiǎng)距角運(yùn)行，運(yùn)樣形成變獎(jiǎng)閉環(huán)控制，保 持風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W安全轉(zhuǎn)速nref運(yùn)行。
[00創(chuàng)實(shí)施中，最大轉(zhuǎn)速η麗的取值可W為:η麗= nLrated+10%nLrated。
[0064] 3、如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)在高風(fēng)區(qū)運(yùn)行，則直接采用變獎(jiǎng)控制器調(diào)節(jié)功率輸出，實(shí)現(xiàn)將 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速nref的控制。
[0065] 參見(jiàn)圖4,圖4為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖。 該控制方法包括：
[0066] 步驟S101:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。其中，安全轉(zhuǎn)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最 小轉(zhuǎn)速。
[0067] 步驟S102:根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速。其中， 限額定轉(zhuǎn)速為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出限功率值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
[0068] 步驟S103:當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行 扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率 值。
[0069] 步驟S104:當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速大于或等于安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速。
[0070] 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于限功率控制模式的情況下，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速 大于或等于安全轉(zhuǎn)速，表明風(fēng)力發(fā)電機(jī)W該限額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生扭矩跳 變，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率能夠維持在限功率值。
[0071] 在一個(gè)示例中，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速，包括：
[0072] 1、如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在低風(fēng)區(qū)運(yùn)行，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率達(dá)到限功率值、 且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速η到達(dá)限額定轉(zhuǎn)速nLrated后，如果風(fēng)速增加，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速nLrated與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速η的差 值nerr<0時(shí)，為了使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值處，扭矩控制器發(fā)出降低相應(yīng) 扭矩給定的指令，從而調(diào)整風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率，該輸出功率又反饋給轉(zhuǎn)速控制器，由 轉(zhuǎn)速控制器降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速的控制。
[0073] 由功率計(jì)算公式可知，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速增加，通過(guò)降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的扭矩給定，可保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率不變。
[0074] nerr = nLrated-n
[0075] Ρ = Τ · η
[0076] 其中，rwr為轉(zhuǎn)速差值，nLrated為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，η為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 運(yùn)行轉(zhuǎn)速，Ρ為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率，Τ為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩。
[0077] 2、如果風(fēng)速繼續(xù)增加，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速超過(guò)最大轉(zhuǎn)速nmax時(shí)，為了使風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值處，開(kāi)啟變獎(jiǎng)控制器，通過(guò)變獎(jiǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，實(shí) 現(xiàn)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速的控制。
[0078] 例如，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速在最大轉(zhuǎn)速nmaxW上，通過(guò)控制變獎(jiǎng)電機(jī)使獎(jiǎng)距 角相應(yīng)增大，降低葉輪轉(zhuǎn)速，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速就會(huì)降低；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn) 速降低到限額定轉(zhuǎn)速nLratedW下時(shí)，獎(jiǎng)距角減小到最小獎(jiǎng)距角運(yùn)行，運(yùn)樣形成變獎(jiǎng)閉環(huán)控 制，保持風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W限額定轉(zhuǎn)速nLrated運(yùn)行。
[0079] 實(shí)施中，最大轉(zhuǎn)速η麗的取值可W為:η麗= nLrated+10%nLrated。
[0080] 3、如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)在高風(fēng)區(qū)運(yùn)行，則直接采用變獎(jiǎng)控制器調(diào)節(jié)功率輸出，實(shí)現(xiàn)將 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速的控制。
[0081] 在本發(fā)明圖3和圖4所示的限功率控制方法中，作為一個(gè)示例，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的增益，可W采用W下方式：
[0082] 利用公式Kcopt = Pset/nref3*Kopt確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的增益減小至該變最優(yōu)增益。
[008；3]其中，KcDpt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kopt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，Pset為 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益
其中，P為空氣密度，Cpmax為最大風(fēng)能利用系數(shù)，R為葉輪 半徑，λαρ*為最佳葉尖速比，G為齒輪箱齒數(shù)比。
[0084] 實(shí)施中，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，也可W采用其他方式。例如:預(yù)先設(shè)定風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的限功率值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益之間的關(guān)系，基于該預(yù)先設(shè)定的關(guān)系和風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組當(dāng)前的限功率值，采用線(xiàn)性插值的方式確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的目標(biāo)增益，之后將風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的增益減小至該目標(biāo)增益。
[0085] 在本發(fā)明圖3和圖4所示的限功率控制方法中，作為一個(gè)示例，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的安全轉(zhuǎn)速，包括：
[0086]確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速；
[0087] 確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速安全增量；
[0088] 計(jì)算最小轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速安全增量的和值，并將其作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0089] 在正常情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速在機(jī)組設(shè)計(jì)之初就已確定，但在由于機(jī) 組模態(tài)特性決定了控制策略需采用調(diào)整最小轉(zhuǎn)速W使轉(zhuǎn)頻避開(kāi)特定固有頻率，此時(shí)需要在 前述技術(shù)方案概述基礎(chǔ)上做改動(dòng)。
[0090] 例如，一臺(tái)2.0MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的最小轉(zhuǎn)速為化pm、額定轉(zhuǎn)速為18rpm，但機(jī) 組模態(tài)特性決定了含某固有頻率振動(dòng)被激發(fā)時(shí)，控制策略應(yīng)執(zhí)行提升最小轉(zhuǎn)速的操作。當(dāng) 最小轉(zhuǎn)速提升為15rpm、且能量管理平臺(tái)下發(fā)較低限功率指令時(shí)，單機(jī)主動(dòng)降低最優(yōu)增益， 使限額定轉(zhuǎn)速保持在15rpm加1.虹pm處，與最小轉(zhuǎn)速保持1.虹pm的差值，避免發(fā)生扭矩跳 變。
[0091] 實(shí)施中，也可W采用其他方式確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。例如:預(yù)先設(shè)定不同 功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，并存儲(chǔ)至特定存儲(chǔ)空間。當(dāng)確定需控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn) 入限功率控制模式時(shí)，在該特定存儲(chǔ)空間獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速即可。
[0092] 另外，在本發(fā)明圖3和圖4所示的限功率控制方法中，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率 值確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，可W采用W下方式：
[0093] 獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)；
[0094] 在轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)中查找與限功率值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，查找到的轉(zhuǎn)速作為風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的限額定轉(zhuǎn)速。
[OOM]在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出不同功率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn) 速，根據(jù)不同功率和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)。之后，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值， 在該轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)中查找，即可確定相應(yīng)的限額定轉(zhuǎn)速。
[0096] 實(shí)施例二
[0097] 本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，相應(yīng)的，本發(fā)明還公開(kāi) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置。下文關(guān)于控制裝置的描述與上文關(guān)于限功率控制方法的描述可 W相互參見(jiàn)。
[0098] 參見(jiàn)圖5,圖5為本發(fā)明公開(kāi)的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該控 制裝置包括安全轉(zhuǎn)速確定單元10、限額定轉(zhuǎn)速確定單元20和第一控制單元30。
[0099] 其中；
[0100] 安全轉(zhuǎn)速確定單元10,用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。其中，安全轉(zhuǎn)速大于風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速。
[0101] 限額定轉(zhuǎn)速確定單元20,用于根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 限額定轉(zhuǎn)速，限額定轉(zhuǎn)速為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出限功率值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
[0102] 第一控制單元30,用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安全轉(zhuǎn)速的情況下，對(duì) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn) 速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出 功率保持在限功率值。
[0103] 本發(fā)明圖5所示的控制裝置，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速確定安全轉(zhuǎn)速，并根據(jù) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定相應(yīng)的限額定轉(zhuǎn)速，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于安 全轉(zhuǎn)速，則對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保 持在安全轉(zhuǎn)速，從而降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性；同時(shí)，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，從而使得在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速 的前提下，其輸出功率保持在限功率值。基于本發(fā)明公開(kāi)的控制裝置，能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0104] 參見(jiàn)圖6,圖6為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。與 圖5所示控制裝置相比，圖6所示控制裝置進(jìn)一步包括第二控制單元40。運(yùn)里著重對(duì)第二控 制單元40進(jìn)行說(shuō)明。
[0105] 第二控制單元40在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速大于或等于安全轉(zhuǎn)速的情況下，對(duì) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定 轉(zhuǎn)速。
[0106] 在本發(fā)明圖5和圖6所示的控制裝置中，作為一個(gè)示例，第一控制單元30減小風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組的增益，具體為：
[0107] 利用公式Kcopt = Pset/nref3*Kopt確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的增益減小至該變最優(yōu)增益。
[0108] 其中，KcDpt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Knpt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下 的最優(yōu)增益，Pset為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0109] 當(dāng)然，第一控制單元30減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，也可W采用其他方式。例如:預(yù) 先設(shè)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益之間的關(guān)系。第一控制單元30基于 該預(yù)先設(shè)定的關(guān)系和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的限功率值，采用線(xiàn)性插值的方式確定風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的目標(biāo)增益，之后將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益減小至該目標(biāo)增益。
[0110] 在本發(fā)明圖5和圖6所示的控制裝置中，作為一個(gè)實(shí)例，安全轉(zhuǎn)速確定單元10確定 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，具體為:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速;確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn) 速安全增量;計(jì)算最小轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速安全增量的和值，并將其作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0111] 作為另一個(gè)示例，安全轉(zhuǎn)速確定單元10確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，具體為:預(yù) 先設(shè)定不同功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速并存儲(chǔ)至特定存儲(chǔ)空間。當(dāng)確定需控制風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式時(shí)，安全轉(zhuǎn)速確定單元10在該特定存儲(chǔ)空間獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的安全轉(zhuǎn)速即可。
[0112] 在本發(fā)明圖5和圖6所示的控制裝置中，限額定轉(zhuǎn)速確定單元20根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的限功率值確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，可W采用W下方式:獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常 運(yùn)行狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn);在轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)中查找與限功率值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，查找到的 轉(zhuǎn)速作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速。
[0113] 另外，在本發(fā)明圖5和圖6所示的控制裝置中，第一控制單元30對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn) 行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速的過(guò)程，請(qǐng)參見(jiàn) 前文的相關(guān)描述。
[0114] 在本發(fā)明圖6所示的控制裝置中，第二控制單元40對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制 和/或變獎(jiǎng)控制，使得控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程，請(qǐng)參見(jiàn)前文 的相關(guān)描述。
[011引實(shí)施例；
[0116] 本發(fā)明還公開(kāi)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖7,該限功率控制方 法包括：
[0117] 步驟S201:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。其中，該安全轉(zhuǎn)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 最小轉(zhuǎn)速。
[0118] 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，判斷是否需控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模 式，在確定需控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式的情況下，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全 轉(zhuǎn)速。
[0119] 在一個(gè)示例中，比較風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率和限功率值W確定是否需要控制風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式。具體的，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率大于或等于限功 率值，則確定需要控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式。
[0120] 步驟S202:根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和安全轉(zhuǎn)速計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功 率。
[0121] 具體的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率為:Pref = K叩姐ref3。其中，Pref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 安全功率，Kopt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，nref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0122] 步驟S203:當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于安全功率時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭 矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值。
[0123] 在比較風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值和安全功率之后，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值 小于安全功率，則表明該限功率值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速(也就是限額定轉(zhuǎn)速)與最小轉(zhuǎn)速之間的差值 較小，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組w該限額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn) 扭矩跳變問(wèn)題。在運(yùn)種情況下，通過(guò)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，另外，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍按照當(dāng)前的增益(通常 為最優(yōu)增益)運(yùn)行，則會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率大于限額定功率，因此要減小風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，從而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限 功率值。
[0124] 本發(fā)明圖7所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn) 速確定安全轉(zhuǎn)速，并根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和安全轉(zhuǎn)速計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功 率，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于安全功率，則對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變 獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，從而降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩 跳變的可能性；同時(shí)，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，從而使得在 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速的前提下，其輸出功率保持在限功率值?；诒?發(fā)明公開(kāi)的限功率控制方法，能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0125] 參見(jiàn)圖8,圖8為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法的流程圖。 該控制方法包括步驟S201至步驟S204,運(yùn)里著重對(duì)步驟S204進(jìn)行說(shuō)明。
[0126] 步驟S204位于步驟S202之后，具體為：當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大于或等于安 全功率時(shí)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保 持在限額定轉(zhuǎn)速。
[0127] 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于限功率控制模式的情況下，如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大 于或等于安全功率，表明風(fēng)力發(fā)電機(jī)W該限功率值對(duì)應(yīng)的限額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，不 會(huì)發(fā)生扭矩跳變，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率能夠維持在限功率值。
[0128] 在本發(fā)明圖7和圖8所示的限功率控制方法中，作為一個(gè)示例，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的增益，可W采用W下方式：
[0129] 利用公式Kcopt = Pset/nref3*Kopt確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的增益減小至該變最優(yōu)增益。
[0130] 其中，KcDpt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kopt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益，Pset為 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0131] 實(shí)施中，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，也可W采用其他方式。例如:預(yù)先設(shè)定風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的限功率值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益之間的關(guān)系，基于預(yù)先設(shè)定的關(guān)系和風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組當(dāng)前的限功率值，采用線(xiàn)性插值的方式確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的目標(biāo)增益，之后將風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益減小至該目標(biāo)增益。
[0132] 在本發(fā)明圖7和圖8所示的限功率控制方法中，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速的過(guò) 程，包括:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速;確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速安全增量;計(jì)算最小轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)速安全增量的和值，并將其作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0133] 實(shí)施中，也可W采用其他方式確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。例如:預(yù)先設(shè)定不同 功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速并存儲(chǔ)至特定存儲(chǔ)空間。當(dāng)確定需控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)入 限功率控制模式時(shí)，在該特定存儲(chǔ)空間獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速即可。
[0134] 在本發(fā)明圖7和圖8所示的限功率控制方法中，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/ 或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速的過(guò)程，請(qǐng)參見(jiàn)實(shí)施例一中的 相關(guān)描述。
[0135] 在圖8所示的限功率控制方法中，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制， 使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn)速的過(guò)程，請(qǐng)參見(jiàn)實(shí)施例一中的相關(guān)描述。
[0136] 實(shí)施例四
[0137] 本發(fā)明實(shí)施例Ξ公開(kāi)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，相應(yīng)的，本發(fā)明還公開(kāi) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置。下文關(guān)于控制裝置的描述與實(shí)施例Ξ中關(guān)于限功率控制方法的 描述可W相互參見(jiàn)。
[0138] 參見(jiàn)圖9,圖9為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該 控制裝置包括安全轉(zhuǎn)速確定單元50、安全功率確定單元60和第Ξ控制單元70。
[0139] 其中；
[0140] 安全轉(zhuǎn)速確定單元50,用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。該安全轉(zhuǎn)速大于風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速。
[0141] 安全功率確定單元60,用于根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和安全轉(zhuǎn)速計(jì)算風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的安全功率。
[0142] 第Ξ控制單元70,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于安全功率的情況下，對(duì)風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，同時(shí) 減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保 持在限功率值。
[0143] 本發(fā)明圖9所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速確定 安全轉(zhuǎn)速，并根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和安全轉(zhuǎn)速計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率，如 果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于安全功率，則對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控 審IJ，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，從而降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變 的可能性；同時(shí)，減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的扭矩，從而使得在風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速的前提下，其輸出功率保持在限功率值?；诒景l(fā)明 圖9所示的控制裝置，能夠降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn) 行的穩(wěn)定性和安全性。
[0144] 參見(jiàn)圖10,圖10為本發(fā)明公開(kāi)的另一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 與圖9所示控制裝置相比，圖10所示控制裝置進(jìn)一步包括第四控制單元80。運(yùn)里著重對(duì)第四 控制單元80進(jìn)行說(shuō)明。
[0145] 第四控制單元80在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大于或等于安全功率的情況下，對(duì)風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在限額定轉(zhuǎn) 速。
[0146] 在圖9和圖10所示的控制裝置中，作為一個(gè)示例，第Ξ控制單元70減小風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的增益，具體為:利用公式Kcopt = Pset/nref3*Kopt確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組的增益減小至該變最優(yōu)增益。其中，Kcept為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kept為風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下的最優(yōu)增益，Pset為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0147] 當(dāng)然，第Ξ控制單元70減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，也可W采用其他方式。例如:預(yù) 先設(shè)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益之間的關(guān)系。第Ξ控制單元70基于 該預(yù)先設(shè)定的關(guān)系和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前的限功率值，采用線(xiàn)性插值的方式確定風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的目標(biāo)增益，之后將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益減小至該目標(biāo)增益。
[0148] 在本發(fā)明圖9和圖10所示的控制裝置中，作為一個(gè)示例，安全轉(zhuǎn)速確定單元50確定 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，具體為:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速;確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn) 速安全增量;計(jì)算最小轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速安全增量的和值，并將其作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0149] 作為另一個(gè)示例，安全轉(zhuǎn)速確定單元50確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，具體為:預(yù) 先設(shè)定不同功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，并存儲(chǔ)至特定存儲(chǔ)空間。當(dāng)確定需控制風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組進(jìn)入限功率控制模式時(shí)，安全轉(zhuǎn)速確定單元10在該特定存儲(chǔ)空間獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的安全轉(zhuǎn)速即可。
[0150] 在圖9和圖10所示的控制裝置中，安全功率確定單元60根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu) 增益和安全轉(zhuǎn)速計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率，具體為：利用公式Pref = K叩姐ref3計(jì)算風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組的安全功率，其中，Pref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率，Knpt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增 益，nref為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。
[0151] 本發(fā)明上述公開(kāi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法和控制裝置，參照風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的最小轉(zhuǎn)速確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速;根據(jù)該安全轉(zhuǎn)速和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值 確定，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W與該限功率值對(duì)應(yīng)的限額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速運(yùn)行，是否存在扭矩 跳變的風(fēng)險(xiǎn);若確定存在扭矩跳變風(fēng)險(xiǎn)，則對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變獎(jiǎng)控制， 使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，W降低風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的扭矩，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在限功率值，從而降低風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組出現(xiàn)扭矩跳變的可能性，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。
[0152] 最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將 一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示運(yùn)些實(shí)體或操作 之間存在任何運(yùn)種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意 在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那 些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為運(yùn)種過(guò)程、方法、物品或者 設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排 除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0153] 本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置 而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所W描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō) 明即可。
[0154] 對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)運(yùn)些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的 一般原理可W在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的運(yùn)些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，其特征在于，包括： 確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn) 速； 根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，所述限額定 轉(zhuǎn)速為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出所述限功率值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速； 當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于所述安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭 矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小 所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在所述限功率值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的限功率控制方法，其特征在于，所述減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 增益，包括： 利用公式1(。。0 = ?^/1^3*1(。1^確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益減小至所述變最優(yōu)增益； 其中，1(。。^為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kcipt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益， Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的限功率控制方法，其特征在于，在確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的限額定轉(zhuǎn)速之后，還包括： 當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速大于或等于所述安全轉(zhuǎn)速時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 進(jìn)行扭矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述限額定轉(zhuǎn)速。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的限功率控制方法，其特征在于，所述確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 安全轉(zhuǎn)速，包括： 確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速； 確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速安全增量； 計(jì)算所述最小轉(zhuǎn)速和所述轉(zhuǎn)速安全增量的和值，并將其作為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全 轉(zhuǎn)速。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的限功率控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 限功率值確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速，包括： 獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)； 在所述轉(zhuǎn)速-功率曲線(xiàn)中查找與所述限功率值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，查找到的轉(zhuǎn)速作為所述風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速。6. -種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置，其特征在于，包括： 安全轉(zhuǎn)速確定單元，用于確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于所述 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速； 限額定轉(zhuǎn)速確定單元，用于根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的限額定轉(zhuǎn)速，所述限額定轉(zhuǎn)速為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸出所述限功率值 所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速； 第一控制單元，在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速小于所述安全轉(zhuǎn)速的情況下，對(duì)所 述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在 所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保 持在所述限功率值。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述第一控制單元減小所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益，具體為： 利用公式1(。。0 = ?^/1^3*1(。1^確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益減小至所述變最優(yōu)增益； 其中，1(。。^為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kcipt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益， Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的控制裝置，其特征在于，還包括第二控制單元，所述第二控 制單元在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限額定轉(zhuǎn)速大于或等于所述安全轉(zhuǎn)速的情況下，對(duì)所述風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述限 額定轉(zhuǎn)速。9. 一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率控制方法，其特征在于，包括： 確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn) 速； 根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和所述安全轉(zhuǎn)速計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功 率； 當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于所述安全功率時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩 控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小所 述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持在所述限功率值。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的限功率控制方法，其特征在于，所述減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的增益，包括： 利用公式1(。。0 = ?^/1^3*1(。1^確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益減小至所述變最優(yōu)增益； 其中，1(。。^為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kcipt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益， Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的限功率控制方法，其特征在于，在確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的安全功率之后，還包括： 當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大于或等于所述安全功率時(shí)，對(duì)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn) 行扭矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述限額定轉(zhuǎn)速。12. -種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制裝置，其特征在于，包括： 安全轉(zhuǎn)速確定單元，用于確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速，所述安全轉(zhuǎn)速大于所述 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最小轉(zhuǎn)速； 安全功率確定單元，用于根據(jù)所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益和所述安全轉(zhuǎn)速計(jì)算所述 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全功率； 第三控制單元，在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值小于所述安全功率的情況下，對(duì)所述 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所 述安全轉(zhuǎn)速，同時(shí)減小所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的增益，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率保持 在所述限功率值。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制裝置，其特征在于，所述第三控制單元減小所述風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的增益，具體為： 利用公式1(。。0 = ?^/1^3*1(。1^確定所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，將所述風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組的增益減小至所述變最優(yōu)增益； 其中，1(。。^為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變最優(yōu)增益，Kcipt為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最優(yōu)增益， Pset為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值，nref為所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安全轉(zhuǎn)速。14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的控制裝置，其特征在于，還包括第四控制單元，所述第 四控制單元在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的限功率值大于或等于所述安全功率的情況下，對(duì)所述風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行扭矩控制和/或變槳控制，使得所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速保持在所述 限額定轉(zhuǎn)速。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK105927469SQ201610301610
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】周杰, 韓勝男
【申請(qǐng)人】北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司