[发明专利]风力发电机组的控制方法和控制设备

说明书

本发明提供一种风力发电机组的控制方法和控制设备，该控制方法包括：对风力发电机组在最大功率点跟踪MPPT阶段所对应的风速进行分仓；针对每个风速仓，确定在该风速仓下的最优增益，并建立与该风速仓内的风速对应的发电机转速与最优增益的对应关系，以基于建立的对应关系控制风力发电机组运行。采用本发明示例性实施例的风力发电机组的控制方法和控制设备，能够使风力发电机组准确追踪到最优增益。

技术领域

本发明总体上涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的控制方法和控制设备。

背景技术

大型风力发电机组在最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)控制是以风力发电机组的最大功率曲线(或风力发电机组的最优增益Kopt)为基础的。然而在将一个机型的最大功率曲线应用到某具体风力发电机组时会存在一定的误差，另外，由于风力发电机组长时间运行以及外部环境条件变化，会使风力发电机组的实际输出功率相对于最大功率曲线发生偏移。

在现有的风力发电机组的控制策略中，主要是采用年平均空气密度，或者采取年平均气温经过计算得到年平均空气密度，然后利用年平均空气密度计算最优增益值。但上述确定最优增益值的方式存在以下缺点：一是需要获得风力发电机组的海拔，且空气密度受季节和温度影响较大，采用这种方式计算得到的最优增益值与实际值之间存在较大的偏差；二是计算最优增益需计算风能利用系数Cp，Cp是随着风速而变化的，但由于目前风力发电机组上的风速仪均设置在叶轮后，易受到尾流等影响，风速仪所测量得到的风速值不准确，导致采用上述方式在实际应用中往往无法追踪到最优增益。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风力发电机组的控制方法和控制设备，以克服上述至少一个缺点。

在一总体方面，提供一种风力发电机组的控制方法，该控制方法包括：对风力发电机组在最大功率点跟踪MPPT阶段所对应的风速进行分仓；针对每个风速仓，确定在该风速仓下的最优增益，并建立该风速仓内的风速对应的发电机转速与最优增益的对应关系，以基于建立的对应关系控制风力发电机组运行。

可选地，基于建立的对应关系控制风力发电机组运行的步骤可包括：获取风力发电机组的实时发电机转速；基于发电机转速与最优增益的对应关系，确定与获取的实时发电机转速对应的最优增益值；基于确定的最优增益值控制风力发电机组运行。

可选地，可通过以下方式确定在任一风速仓下的最优增益，并建立在该任一风速仓下发电机转速与最优增益的对应关系：基于初始最优增益值和搜索步长，将风力发电机组的输出功率作为搜索目标值，找到使得与该任一风速仓内的风速对应的输出功率的平均值达到最大的最优增益值，将找到的最优增益值确定为在该任一风速仓下的最终最优增益值；计算在最终最优增益值下与该任一风速仓内的风速对应的发电机转速；建立在该任一风速仓下发电机转速与最终最优增益值的对应关系。

可选地，基于初始最优增益值和搜索步长，将风力发电机组的输出功率作为搜索目标值，找到使得与任一风速仓内的风速对应的输出功率的平均值达到最大的最优增益值，将找到的最优增益值确定为在任一风速仓下的最终最优增益值的步骤可包括：根据初始最优增益值和搜索步长，确定多个最优增益值；根据多个最优增益值分别控制风力发电机组运行，并分别获取风力发电机组在多个最优增益值下的与任一风速仓对应的输出功率的多个平均值；确定多个平均值中的最大值，将最大值对应的最优增益值确定为在任一风速仓下的最终最优增益值。