[发明专利]风电机组的转速控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体而言，涉及一种风电机组的转速控制方法和装置。

背景技术

在目前的风力发电设备中，变桨变速风电机组为主流机型。由于风能具有随机性和不确定性，风电机组的转速也随风速而变，而风电机组的转速变化会影响机组的电能质量及载荷，所以如何保证风电机组在各种工况下转速的稳定性，是设计风机机组的关键技术，其中，在电网电压波动、电网掉电、极限阵风等非正常工况下风电机组的转速保护控制显得尤为重要。

现有技术在额定功率以下，通过功率控制，随风速的变化实时调整发电机转速，使风力发电机组运行在最大功率点，尽可能提高风力发电机风能吸收效率；在额定以上，通过变桨控制系统调整桨距，稳定机组转速，限制机组载荷，保证功率平稳输出。在额定功率以下，风力发电机组转速均在允许范围内，在额定功率以上时，机组转速为额定转速并随着风速变化而变化。所以，变桨控制系统将是稳定机组转速的关键。典型的变桨控制系统如图1所示。

上述系统在正常状态下，能够很好的控制风电机组运行并网发电。但风电机组所处的环境比较复杂，这种控制策略不能有针对性地解决非正常工况下机组的转速控制问题。例如，（1）电网电压波动，低于机组正常运行的电压范围（即低电压穿越状态），机组有功功率迅将速减少，现有的变桨控制系统反应慢，导致机组的转速上升，引起超速。（2）电网电压波动，高于机组正常运行的电压范围（即高电压穿越状态），机组有功功率将迅速减少，现有的变桨控制系统反应慢，导致风电机组超速。（3）电网电压波动严重，机组无法正常运行，为了保护自身而立即脱网，机组有功功率将迅速降为零，现有的变桨控制系统反应慢，导致风电机组超速。（4）极限阵风的情况下，机组快速响应风速的变化使得机组超速。

针对相关技术中风电机组在非正常工况下不能确保机组转速稳定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种风电机组的转速控制方法和装置，以至少解决风电机组在非正常工况下不能确保机组转速稳定问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种风电机组的转速控制方法。

根据本发明的风电机组的转速控制方法包括：获取风电机组的当前工况；判断风电机组的当前工况是否为正常工况；以及在风电机组的当前工况为非正常工况时，控制风电机组调整转子转速以稳定风电机组的转速。

进一步地，获取风电机组的当前工况包括：获取风电机组的当前电网电压值，判断风电机组的当前工况是否满足预设条件包括：判断获取到的风电机组的当前电网电压值是否在预设电压范围内，其中，在判定获取到的风电机组的当前电网电压值在预设电压范围内时，确定风电机组的当前工况为正常工况，在判定获取到的风电机组的当前电网电压值在预设电压范围外时，确定风电机组的当前工况为非正常工况。

进一步地，获取风电机组的当前风电机组的电压值包括：向风电机组的变频器发送获取风电机组的当前风电机组电压值的指令，其中，变频器用于检测风电机组的当前电压值；以及接收来自变频器的风电机组电压值。

进一步地，获取风电机组的当前工况包括：获取风电机组的当前转子转速，判断风电机组的当前工况是否满足预设条件包括：判断获取到的风电机组的当前转子转速是否在预设转子转速范围内，其中，在判定获取到的风电机组的当前转子转速在预设转子转速范围内时，确定当前工况为正常工况，在判定获取到的风电机组的当前转子转速在预设转子转速范围外时，确定当前工况为非正常工况。

进一步地，获取风电机组的当前风电机组的转子转速包括：向风电机组的传感器发送获取风电机组的当前转子转速的指令，其中，传感器用于检测风电机组的当前转子转速；以及接收来自传感器的当前风电机组转子转速。

进一步地，控制风电机组调整转速以稳定风电机组的转子转速包括：获取用于调整转子转速的修正系数；以及通过修正系数调整对转子转速的控制以稳定风电机组的转速。

进一步地，获取用于调整转子转速的修正系数包括：根据当前风电机组的转子转速和预设转子转速范围计算转子转速偏差值；利用转子转速偏差值计算转子转速偏差值变化率；计算转子转速偏差值和转子转速偏差值变化率的乘积；当转子转速偏差值和转子转速偏差值变化率的乘积大于第一阈值时，将用户设置的第一修正系数作为修正系数；当转子转速偏差值和转子转速偏差值变化率的乘积介于第一阈值和第二阈值之间时，将用户设置的第二修正系数作为修正系数，其中，第一阈值大于第二阈值；以及当转子转速偏差值和转子转速偏差值变化率的乘积小于第二阈值时，将用户设置的第三修正系数作为修正系数。