[发明专利]风力发电机组的最优桨距角辨识方法和设备

说明书

提供一种风力发电机组的最优桨距角辨识方法和设备，所述最优桨距角辨识方法包括：确定风力发电机组在最大功率点跟踪阶段内的寻优风速区间；确定在寻优风速区间内的最优桨距角值以及在所述最优桨距角值下的最优增益值；将所确定的在寻优风速区间内的最优桨距角值确定为风力发电机组的实际最优桨距角值，将在所述最优桨距角值下的最优增益值确定为风力发电机组的实际最优增益值。采用本发明示例性实施例的风力发电机组的最优桨距角辨识方法和设备，能够准确获得风力发电机组的实际最优桨距角值和实际最优增益值。

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最优桨距角辨识方法和设备。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。在国家开发利用可再生能源政策推动下，我国风电产业以及技术在迅速发展，其中提高风力发电机组出力、优化功率曲线已经成为风电领域的研究热点。

最优桨距角和最优增益的确定对于风力发电机组出力至关重要，但因叶片零刻度标错、制造工艺差异、季节气候变化、风场特定风况、长久运行以及人为对零错误等，都可导致风力发电机组运行的最小桨距角不是风力发电机组最佳出力的最优桨距角，预设增益值也不是风力发电机组实际最佳出力对应的最优增益，并且人工检查难度较大也不利于大规模周期性校正工作。

在现有的风力发电机组的控制策略中，一般主要通过以下几种方式进行桨距角寻优以获得最优桨距角。

第一种是通过获取多台风力发电机组在不同桨距角下的动态功率曲线，进行为期数月的测试对比风力发电机组的发电功率，选择出最优桨距角。但这种最优桨距角确定方式，测试周期较长，策略过于理想化，并且即使相同型号的两台风力发电机组在机组制造、安装、可用扇区等方面也存在着差异，这使得基于这两台风力发电机组所获得的数据不具备数据可比性，由此得到的最优桨距角也不够准确。

第二种是根据预设步长，获取风力发电机组在待寻优桨距角运行时的等效功率值，从而得到最优桨距角。

第三种是根据风能利用系数Cp与桨距角β和叶尖速比λ的关系，通过反复调整桨距角来获得最优桨距角。

第四种是利用转速、转矩以及风速信号推算出不同时刻的最优桨距角，此方法过于理想化，现实效果不够理想。

在上述获得最优桨距角的各方法中，由于预设固定增益是根据设计阶段理想的Cp-λ计算得到，而实际上每台风力发电机组由于叶片制造、安装、环境等原因，必定存在着一条实际的Cp-λ曲线及对应的最优增益，也就是说，在某一时刻当前桨距角下的预设固定增益对应的风能利用，同当前桨距角下的实际最优增益对应的风能利用是存在差别的。换言之，在现有的桨距角寻优方法中考虑到MPPT段不同桨距角下预设固定增益导致的功率差异，均为局部寻优的策略，在一定程度上同样不具备数据可比性，最后获取的最优桨距角也并非是实际上的最优。

此外，在现有的控制策略中当最终确定某一最优桨距角之后，还需要另行通过其他技术手段来确定在该最优桨距角下的转矩最优增益。不仅该所谓的最优桨距角对于整机来说可能只是局部上的最优桨距角，基于此进一步确定的最优增益也同样仅是局部最优桨距角下的最优增益，无形中增加了实施整机性能提升方案所需的时间。

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最优桨距角辨识方法和设备，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最优桨距角辨识方法，包括：确定风力发电机组在最大功率点跟踪阶段内的寻优风速区间；确定在寻优风速区间内的最优桨距角值以及在所述最优桨距角值下的最优增益值；将所确定的在寻优风速区间内的最优桨距角值确定为风力发电机组的实际最优桨距角值，将在所述最优桨距角值下的最优增益值确定为风力发电机组的实际最优增益值。