[发明专利]一种风力发电机防共振控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种风力发电机防共振控制方法及装置，所述方法包括：当风力发电机的转速增加至共振带对应的转速下限值且风力发电机的输出功率大于等于预设的第一功率参考值时，控制风力发电机的输出功率在第一预设时间范围内减小至预设的第二功率参考值；当风力发电机的转速减小至共振带对应的转速上限值且风力发电机的输出功率大于等于预设的第三功率参考值时，控制风力发电机的输出功率在第二预设时间范围内增大至预设的第四功率参考值。本发明的优点在于：通过对风力发电机转速及输出功率的控制，促使风力发电机快速通过共振带，避免产生共振现象。

技术领域

本发明涉及风力发电，更具体涉及一种风力发电机防共振控制方法及装置。

背景技术

风力发电是将风能转换成机械能，然后再将机械能转化为电能的过程。风力发电机运行过程中，其转子转动的频率容易与结构部件的固有频率(例如塔架的一阶固有频率)相近而产生共振，通常共振带具有较宽的频率范围，如果运行转速落在共振带对应的转速区间内，持续数十秒甚至数秒就会引起整机强烈振动，影响机组性能和破坏结构部件，造成严重的经济损失。

目前，当风速在额定风速以上时，采用恒转速控制，转速为额定转速，因此不容易出现共振。但是，当风速在额定风速以下时，采用最大功率跟踪控制方法，转速随风速成比例调节，以维持最佳尖速比不变，从而获得更多的风能，提供更多的发电量。然而，由于转速随着风速的变化而变化，转速较容易落入共振带对应的转速区间内，从而引起共振。再者，近年来，风力发电机的设计尺寸逐渐变大，相应的，风力发电机的重量上升，固有频率下降，而风力发电机的设计尺寸越大、运行转速越低，因此，在风力发电机运行过程中，塔架等结构部件固有频率与风力发电机转频相同而发生共振的概率也越大。

所以，在风力发电机运行过程中，当其转速值达到共振带对应的转速值附近时，如何快速穿越共振带是目前业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的风力发电机运行过程中当其转速值达到共振带对应的转速值附近时易发生共振的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种风力发电机防共振控制方法，所述方法包括：当风力发电机的转速增加至共振带对应的转速下限值且风力发电机的输出功率大于等于预设的第一功率参考值时，控制风力发电机的输出功率在第一预设时间范围内减小至预设的第二功率参考值，以使风力发电机的转速等于或大于共振带对应的转速上限值；

当风力发电机的转速减小至共振带对应的转速上限值且风力发电机的输出功率大于等于预设的第三功率参考值时，控制风力发电机的输出功率在第二预设时间范围内增大至预设的第四功率参考值，以使风力发电机的转速小于或等于共振带对应的转速下限值。通过对风力发电机转速及输出功率的控制，能够促使风力发电机快速通过共振带，避免产生共振现象，从而提高了风力发电机的安全性，延长了使用寿命。

进一步地，所述当风力发电机的转速增加至共振带对应的转速下限值时，还包括控制风力发电机的转速稳定在共振带对应的转速下限值的步骤。

进一步地，所述控制风力发电机的输出功率在第一预设时间范围内减小至预设的第二功率参考值之前，还包括对风力发电机的输出功率进行反向调节的步骤，所述反向调节的步骤包括：

控制风力发电机的转速稳定在共振带对应的转速下限值；

直至风力发电机的输出功率大于等于预设的第五功率参考值并在第三预设时间范围内稳定时，取消对风力发电机转速的控制；

其中，所述预设的第五功率参考值大于所述预设的第一功率参考值，所述预设的第一功率参考值大于所述预设的第二功率参考值。

作为上述技术方案更进一步的改进，所述预设的第二功率参考值为0。

进一步地，所述当风力发电机的转速减小至共振带对应的转速上限值，还包括控制风力发电机的转速稳定在共振带对应的转速上限值的步骤。