[实用新型]基于风速超前预测的风力发电机组控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，具体涉及到基于风速超前预测的风力发电机组控制装置。

背景技术

当前，科技高速发展的时代，全球能源供应紧张，环境问题日益突出。风能具有储量巨大、分布广泛、清洁无污染和可再生的特点，符合人类可持续发展的要求，越来越受到世界各国和地区的广泛关注。世界风电产业近来迅速发展，风力发电已经成为解决世界能源短缺的重要途径。全球风能资源蕴藏量巨大，风能的利用，主要是风力发电，即利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速箱将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机组，在我国多数情况下普遍位于西北、华北、东北等低温、多风沙区域或南方潮湿及沿海高腐蚀区域，且位置均较偏僻。此环境特点要求风力发电机组具有良好的耐低温、高湿度、抗风沙、耐腐蚀、性能稳定、无需维护等特点。

由于风力发电机处于环境恶劣，所以对于硬件系统的性能、使用环境等方面提出了很高的要求，这样严酷的自然条件使发电机组工作受到了明显影响。由于风速的不确定性、随机性、波动性、间歇性的特点，为更好的利用风资源，提高风力发电机组控制系统的可靠性。平均风速愈大，地表面愈粗糙，阵风风速超过平均风速的百分率就越大。一次阵风到达最大风速后，约过l—2秒钟，风速就会小于平均风速的一半，然后再出现另一次最大风速。在风电场中，由于阵风的影响，可能会导致风力发电机转速突然上升，待短暂的阵风过后，风力发电机转速又下降，在短时间内这种转速大的波动，必然会导致输出功率的波动，影响发电质量；甚至在阵风超过额定风速过大的情况下，可能会导致风力发电机的突然停车，随后又重新启动，引发故障。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于风速超前预测的风力发电机组控制装置，具有安全性好、可靠性高、提前预测控制、可控性好、成本低的特点。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

基于风速超前预测的风力发电机组控制装置，风电场风力发电机机组的测风系统1和测风塔2的数据输出端接外部服务器4，天气预报系统3通过光信号与外部服务器4实现数据传输，外部服务器4通过隔离装置9与集控中心8连接，集控中心8与调度中心12连接。

所述集控中心8包括两两之间通过网线11进行数据传输的交换机5、内部服务器6、工程师站7以及打印系统10。

所述集控中心8通过交换机5与调度中心12传输数据。

所述集控中心8通过交换机5与风力发电机组的塔底控制柜15进行通信，塔底控制柜15与设置在机舱16中的塔顶控制柜14通信连接，塔顶控制柜14与设置于机舱16外的桨片17连接，集控中心8发出操作指令通过塔顶控制柜14控制桨叶17执行变桨、偏航。

所述测风系统1由设置于风电场每个风力发电机上的风速风向仪13构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、提前预测控制：由于阵风的突发性及其持续性短，再加上风场的地理范围也较大，阵风在风场外围被检测到，强度较大，当到风场中心位置时，阵风强度就会减弱，甚至消失，为了解决这一问题，利用集控中心通过权值算法，即给各风力发电机乘以相应的权值，由外到内权值依次递减，这样当外围传感器检测阵风，将信号传递给风场内各风力发电机，各风力发电机会将此信号乘以自身相应的权值，由此得出的计算结果来调整动作，也就是说离阵风最近的风力发电机动作最大，甚至要顺桨，而离阵风越远的风力发电机动作就较小甚至不动作，对于阵风的影响可以提前控制。

二、系统安全与可靠性：通过上述方式避免了阵风来临时，各风力发电机会发生误判断的情况，导致错误的动作引起的输出功率波动，从整体上保证了整个风电场在阵风来临时风力发电机转速和输出功率的稳定。基于风速超前检测的功率控制可以从测量源头保证测量数据的准确性，为功率控制提供可靠的数据来源，保证风力发电机经济效益的最优化，维护系统的稳定性，实现风力发电机的故障处理等级化。

因此，本实用新型具有安全性好、可靠性高、提前预测控制、可控性好、成本低的特点。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

图2是本实用新型的单台风力发电机示意图。

图3是本实用新型工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。