[发明专利]一种叶片桨距角补偿控制方法及风电机组防超速控制方法

说明书

本发明公开了一种叶片桨距角补偿控制方法，包括：按照一定的时间周期，实时监控连续时间周期内风电机组的发电机转速；计算第n周期相对应第n‑1周期的发电机转速误差以及转速误差的变化率；将第n周期的转速误差和转速误差的变化率与风电机组主控系统预定的参考值作比较，若超出风电机组主控系统预定的参考值时，风电机组主控系统给定风电机组变桨系统一个额定的变桨角度，实现叶片桨距角的补偿控制。还公开一种包括上述叶片桨距角补偿控制方法的风电机组防超速控制方法。本发明能达到需要时提前控制桨距角动作的目的，保证风电机组的平稳运行，有效避免风电机组超速引起的停机，且有效减小超速停机时的极限载荷，降低风电机组受破坏的概率。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种叶片桨距角补偿控制方法及风电机组防超速控制方法。

背景技术

风力发电机组主控系统可包括转矩控制和桨距角控制。风电机组运行于额定风速以上时，主要是通过控制桨距角保持发电机转速稳定，从而确保风电机组运行平稳，输出功率稳定。但在某些复杂地形下，由于地表粗糙度等影响，导致湍流度大、风速变化剧烈，极端情况下风速变化可达到1s变化4m/s。在此类风况下，考虑到桨距角执行系统具有很大的惯性，桨距角跟随存在较大的滞后性，导致发电机转速超过控制系统安全保护值，风电机组触发超速停机。在上述情况下出现破坏载荷的情况明显增加，现有的桨距角控制方式不能很好的满足降低载荷、平稳停机控制的需求，因此需要优化桨距角控制方式。

本申请就是在上述背景基础上，创设一种新的叶片桨距角补偿控制方法及风电机组防超速控制方法，使其额外增加一种桨距角控制方式，保证风电机组平稳运行，有效减小超速停机时的极限载荷，降低风电机组受破坏的概率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种叶片桨距角补偿控制方法，使其额外增加一种桨距角控制方式，保证风电机组平稳运行，有效减小超速停机时的极限载荷，降低风电机组受破坏的概率，从而克服现有的桨距角控制方法的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种叶片桨距角补偿控制方法，包括如下步骤：

(1)按照一定的时间周期，实时监控连续时间周期内风电机组的发电机转速；

(2)计算第n周期相对应第n-1周期的发电机转速误差以及所述转速误差的变化率；

(3)将所述第n周期的转速误差和所述转速误差的变化率与所述风电机组主控系统预定的参考值作比较，若所述第n周期的转速误差和所述转速误差的变化率超出所述风电机组主控系统预定的参考值时，所述风电机组主控系统给定所述风电机组变桨系统一个额定的变桨角度，实现叶片桨距角的补偿控制。

作为本发明的一种改进，所述步骤(1)中一定的时间周期为10～20ms。

进一步改进，所述步骤(2)中转速误差的变化率是根据第n周期的转速误差与第n-1周期的转速误差相比较而得。

进一步改进，所述步骤(3)中所述风电机组主控系统根据所述第n周期的转速误差和所述转速误差的变化率大小，给定所述风电机组的变桨系统不同的额定变桨角度。

进一步改进，所述步骤(3)具体为：将第n周期的转速误差和所述转速误差的变化率相乘得出一个比较值，并将所述风电机组主控系统预定的参考值至少设置成两个梯度，且每个梯度对应于一个额定的变桨角度，则若所述比较值超出所述风电机组主控系统预定的第一梯度参考值时，所述风电机组主控系统给定所述风电机组变桨系统额定的第一变桨角度；若所述比较值超出所述风电机组主控系统预定的第二梯度参考值时，所述风电机组主控系统给定所述风电机组变桨系统额定的第二变桨角度。

本发明还提供一种风电机组防超速控制方法，其包括上述的叶片桨距角补偿控制方法。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：