[发明专利]风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法

权利要求书

1.一种风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特征在于，所述方法是恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，其中：所提高发电量的风速区间是结束MPPT段的风速到额定风速之间这一风速区间[V₂，V_n]；所适用的机组是在额定风速V_n之前到达风力机额定转速ω_n的风电机组，所述额定转速ω_n在小于额定风速V_n的风速V₂到达，ω_n同时也是风力机组的最高转速ω_max；

所述变桨控制方法是基于风速检测的变桨控制方法或基于功率查表的变桨控制方法，其中：

所述基于风速检测的变桨控制方法，包括如下步骤：

第一步，检测风速，对检测到的风速信号进行低通滤波得到风速V，若风速V处于[V₂，V_n]风速区间，且发电机转速ω满足|ω-ω_max|<ω_L，ω_L设置为0.04倍的标幺值，发电机转速的基准值为发电机同步转速，ω_max为风电机组发电运行的最高转速，执行以下步骤；

第二步，根据第一步得到的风速V，按照下式计算最优变桨角度β_opt；

β_opt＝c₁(V-V₂)²+c₂(V-V₂)

待定系数c₁和c₂提供辨识得到；

第三步，对第二步得到的最优变桨角度β_opt经过指令死区模块输出桨距角指令值β_opt1；

第四步，将第三步得到的桨距角指令值β_opt1加上常规控制桨距角指令作为优化后的桨距角指令β*，由风机主控发送至变桨执行机构；

所述基于功率查表的变桨控制方法，包括如下步骤：

步骤一，检测发电机功率，对检测到的发电机功率信号进行低通滤波，若发电机功率大于风速V₂对应的稳态功率P_v2且小于额定功率，且发电机转速ω满足|ω-ω_max|<ω_L，ω_L设置为0.04倍的标幺值，发电机转速的基准值为发电机同步转速，ω_max为风电机组发电运行的最高转速，执行以下步骤；

步骤二，根据发电机功率查表得到最优变桨角度β_opt；

所述最优变桨角度β_opt，采用以下方法确定：检测风速，对检测到的风速信号进行低通滤波得到风速V，根据公式β_opt＝c₁(V-V₂)²+c₂(V-V₂)，待定系数c₁和c₂提供辨识得到；在确定待定系数c₁和c₂并已知[V₂，V_n]风速区间内发电机稳态功率曲线的基础上，按照一定风速间隔选取[V₂，V_n]风速区间内一定数量的离散风速点，根据与这些离散风速点一一对应的发电机稳态功率和β_opt制作一张关于发电机稳态功率和β_opt一一对应的表，表中对于不在V₂对应稳态功率和V_n对应稳态功率之间的功率对应的β_opt为0；实现时根据实时测量得到的发电机功率通过查表和线性插值获取β_opt；

步骤三，对第二步得到的最优变桨角度β_opt经过指令死区模块输出桨距角指令值β_opt1；

步骤四，将第三步得到的桨距角指令值β_opt1加上常规控制桨距角指令作为优化后的桨距角指令β*，由风机主控发送至变桨执行机构。