[发明专利]风电机组智能监控运行控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种风电机组智能监控运行控制系统及其控制方法，还包括智能监控运行控制器、运行环境差异模块、风资源差异模块和机组性能差异模块。本发明采用智能控制算法，具有自学习、自适应运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异的功能，控制系统具有很强的鲁棒性和容错能力，大大减弱了对电网产生安全隐患；实时监测运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异的变化，操作员可以更精确地判断风电机组的工作状态，大大提高了风电机组及电网的安全性；增加了运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异三个模块，大大提高了风电机组的功率稳定输出和安全稳定运行性能。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种风电机组智能监控运行控制系统及其控制方法。

背景技术

风能是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源，风力发电已经成为当今世界最主要的可再生能源技术之一。然而，风力发电目前还不能完全取代煤电的最主要制约因素是其发电的不稳定性，当其总量过大后会对电网产生安全隐患。运行环境、风资源对风电机组的工况影响很大，即使安装于同一风电场的不同的风电机组，运行环境差异、风资源差异也是或多或少存在的。另外风电机组即使容量相同，机组个体性能也是存在差异的。运行环境差异、风资源差异、机组个体性能差异之间还存在耦合关系，例如，风速大小(运行环境)决定了风力机输出功率，而风速大小还和塔架高度、轮毂半径、风轮半径、桨叶弦长、悬垂距离、桨叶升力系数、阻力系数等风力机参数(机组个体性能)和风湍流、风剪切、塔影效应(风资源)有关。这些差异的存在及耦合关系导致风电机组难以控制，这是风力发电不稳定性的根源所在。因此，研究一种具有自学习能力、可自动适应运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异的风电机组智能监控运行控制系统和方法是十分必要的。

图1显示了风电机组传统监控运行控制系统的结构，它包括：风力机A～N 1，主控制器2、电网3、光纤环网4、光纤环网交换机5、交换机6、数据库服务器7、操作员站8、Internet9、远程监控中心10。图1中本发明风力机A～N 1为常规的双馈电机风力机，它可以为任何形式的风力机。风电机组传统监控运行控制系统特点是针对运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异，不具备自学习、自适应的能力。

1)传统监控运行控制系统不考虑运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异对风电机组的实时影响，风机主控只是根据实时风速采用传统控制算法输出控制命令来控制风力机动作，控制精度和稳定性不高；

本发明中智能监控运行控制器采用智能控制算法，具有自学习、自适应运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异的功能，控制系统具有很强的鲁棒性和容错能力，大大减弱了对电网产生安全隐患。

2)智能监控运行控制系统深入细化了运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异的参数指标，应用于不同地域的风场、不同类型的风力机都有很高的通用性，传统监控运行控制系统通用性不高。

3)传统监控运行控制系统不考虑运行环境差异、风资源差异和机组个体性能差异的实时影响，对应的操作员站和远程监控中心可监控的数据有限。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种风电机组智能监控运行控制系统及其控制方法，通过该方法可以有效地对风电机组进行智能监控运行控制，大大提高了风电机组的稳定性、可靠性和安全性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

风电机组智能监控运行控制系统，包括风力机A～N、电网、光纤环网、光纤环网交换机、交换机、数据库服务器、操作员站、Internet、远程监控中心，操作员站与数据库服务器相连，数据库服务器与交换机相连，交换机与光纤环网交换机、操作员站分别相连，操作员站通过Internet与远程监控中心相连，其特征在于，还包括智能监控运行控制器、运行环境差异模块、风资源差异模块和机组性能差异模块。

所述的智能监控运行控制器包括：