[发明专利]风力发电机组的变桨控制方法及系统

说明书

提供了一种风力发电机组的变桨控制方法及系统。所述变桨控制方法包括：获取风力发电机组的叶轮方位角和每个叶片的叶片根部在特定方向上的载荷，其中，所述特定方向垂直于叶轮的轴向和叶片的长度方向；基于获取的叶轮方位角和叶片根部在所述特定方向上的载荷，确定是否进行独立变桨控制；当确定进行独立变桨控制时，基于获取的叶轮方位角和叶片根部在所述特定方向上的载荷进行独立变桨控制。根据所述变桨控制方法及系统，既能够有效地进行变桨控制，又能够降低风力发电机组的载荷，还能够大幅减小对变桨轴承的损伤、提升变桨轴承的寿命。

技术领域

本发明总体说来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变桨控制方法及系统。

背景技术

风力发电机组产品的发展在不断朝着大型化、大容量、海上方向发展。因叶轮直径和机组重量的增加带来机组载荷的增大；风剪切、塔影效应、湍流等原因的存在使叶轮面内的气动力矩不均衡，导致叶片、传动系、塔架等部件疲劳和极限载荷的增大，因此，如何通过控制方法降低载荷已经成为限制大叶轮直径机组开发的重点与难点，而独立变桨控制技术为解决此问题提供了有效方法和途径。然而，现有的独立变桨控制技术对变桨轴承损伤严重，大幅减少了变桨轴承的寿命。

发明内容

本发明的示例性实施例在于提供一种风力发电机组的变桨控制方法及系统，以解决现有技术存在的对变桨轴承损伤严重的问题。

根据本发明的示例性实施例，提供一种风力发电机组的变桨控制方法，所述变桨控制方法包括：获取风力发电机组的叶轮方位角和每个叶片的叶片根部在特定方向上的载荷，其中，所述特定方向垂直于叶轮的轴向和叶片的长度方向；基于获取的叶轮方位角和叶片根部在所述特定方向上的载荷，确定是否进行独立变桨控制；当确定进行独立变桨控制时，基于获取的叶轮方位角和叶片根部在所述特定方向上的载荷进行独立变桨控制。

可选地，确定是否进行独立变桨控制的步骤包括：基于获取的叶轮方位角，通过d-q变换将所有叶片的叶片根部在所述特定方向上的载荷变换为在d轴方向上的载荷和在q轴方向上的载荷；基于变换得到的俯仰载荷和偏航载荷，确定是否进行独立变桨控制，其中，所述在d轴方向上的载荷为俯仰载荷，所述在q轴方向上的载荷为偏航载荷。

可选地，基于变换得到的俯仰载荷和偏航载荷确定是否进行独立变桨控制的步骤包括：当大于或等于开启阈值时，确定进行独立变桨控制，其中，M_d和M_q分别指示变换得到的俯仰载荷和偏航载荷。

可选地，基于获取的叶轮方位角和叶片根部在所述特定方向上的载荷进行独立变桨控制的步骤包括：获取针对所有叶片的统一变桨角度；获取分别针对每个叶片的附加变桨角度；分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角；将所述每个叶片变桨到目标桨距角，其中，获取分别针对每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：确定为了使变换得到的俯仰载荷降为俯仰载荷期望值且变换得到的偏航载荷降为偏航载荷期望值的在d轴方向上的附加变桨角度和在q轴方向上的附加变桨角度；基于相位补偿值，对在d轴方向上的附加变桨角度和在q轴方向上的附加变桨角度进行d-q反变换，来得到分别针对每个叶片的附加变桨角度。

可选地，相位补偿值基于变桨执行机构执行变桨的滞后时间、滤波器的滞后时间、以及叶轮的转速中的至少一项被确定，其中，所述滤波器是用于对变换得到的俯仰载荷和偏航载荷进行滤波的滤波器，其中，滤波后的俯仰载荷和偏航载荷用于确定在d轴方向上的附加变桨角度和在q轴方向上的附加变桨角度。

可选地，开启阈值与风力发电机组当前的环境风速值相对应；或者，在风力发电机组的运行过程中，开启阈值始终保持不变。

可选地，开启阈值基于风力发电机组的主导工况被设置，其中，主导工况为极限工况时的开启阈值大于主导工况为疲劳工况时的开启阈值。

可选地，所述变桨控制方法还包括：当确定不进行独立变桨控制但需要变桨时，进行统一变桨控制。