[发明专利]一种基于反时限的风机偏航启动判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组启动偏航的判别方法，应用于风力发电机组主控制系统，用于实现风力发电机组偏航系统的自动控制。

背景技术

风力发电机组风速、风向传感器，用于实时监测风机运行所需的风速及风向信号。由于其是风机运行的重要依据，一般均双重或多重化配置，控制系统通过硬结线以4～20mA方式直接进行采样。正常运行时，通过对多套传感器进行有效性选择，生成控制系统所需的风速、风向差信号。

偏航控制系统是根据风向偏差运行的系统，当风机实际位置与来风存在方向差时，为了最大获取来风中的能量，需保证风机始终处于迎风位置。但大型风机由于采用电机进行偏航，为了解决系统运行能耗与机械磨损问题，不可能像小型风机一样时刻保证对风，因此需合理采用策略，使得风机在对风需求、偏航过程能耗与设备磨损之间取得平衡。

以往启动偏航的判别方法主要有两种：一种是通过判别当前偏差角是不是大于预先设定值，如果大于则经过一固定延时后触发；另一种是第一种的改进，偏差角根据风速大小进行线性化处理，即大风时允许的偏差角较小，而小风时运行的偏差角较大，延时时间同样通过线性化处理，具有大风时延时时间小，小风时延时时间大的特点。

这两种方法都有一些不足。前一种方法，仅根据固定的偏差角判别，不能很好的区分各类风况，加上延时固定，偏航启动反应迟缓。后一种方法，虽然对偏差角和延时进行了优化，但没有考虑实际偏差角与偏航自耗能之间的关系，因此还有改进的余地。

发明内容

本发明的目的是：优化风力发电机组的偏航启动，在评估实时风况的情况下，合理做出偏航启动判断。

本发明采取的技术方案是：风力发电机组设风速传感器和风向传感器；控制系统控制所述风速传感器和所述风向传感器对风速和风向差进行采样，并对风速进行滤波处理，得到风速滤波值；以所述风速滤波值为参考，通过反时限算法分别获得激活偏航启动允许偏差角及延时时间，当所述风速滤波值不低于允许偏航启动的最小风速，且当所述风向差的角度大于所述激活偏航启动允许偏差角，且超过所述延时时间时，触发偏航电机偏航。

进一步地，所述通过反时限算法分别获得激活偏航启动允许偏差角及延时时间具体指：根据公式

θ0=α(VFV0)m-1---(1)]]>

T0=β(VFV0)n-1---(2)]]>

计算，其中θ₀为所述激活偏航启动允许偏差角；T₀为所述延时时间；V_F为所述风速滤波值；V₀为允许偏航启动的最小风速；α为发电机组允许偏差角常量；β为发电机组延迟时间常量；α和β需根据风力发电机机组运行极限情况选取；m、n为常量，根据风力发电机组设计要求调整。

进一步地，默认m取2，n取0.2。

进一步地，所述激活偏航启动允许偏差角的范围取3°～15°。