[发明专利]扭转载荷控制方法、装置和系统及风力发电机组

说明书

本公开提供一种扭转载荷控制方法、装置和系统及风力发电机组，风力发电机组包括设置在塔架两侧的第一叶轮和第二叶轮，扭转载荷控制方法包括：获取塔架的扭转载荷；将扭转载荷与正常载荷范围的极限值进行比较并获得第一比较结果；基于第一比较结果控制第一叶轮或第二叶轮的桨距角以使扭转载荷处于正常载荷范围。根据本发明的实施例的扭转载荷控制方法能够降低塔架的扭转载荷，提高风力发电机组的安全性。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种扭转载荷控制方法、装置和系统及风力发电机组。

背景技术

近年来，随着风力发电机组越来越大型化的发展，单叶轮风力发电机组面临的挑战也越来越大，尤其是在载荷控制方面，如何降低大型风力发电机组由于受到风的推力产生的载荷，从而保证安全运行是必须要考虑的问题。

在这个背景下，为了减小单个叶轮的扫风面积从而减少风的推力，同时不影响发电量，多叶轮风力发电机组逐渐受到关注。区别于传统的单叶轮风力发电机组，多叶轮风力发电机组是指具有两个或以上叶轮的风力发电机组，其结构以及相应的控制策略都更加复杂。与单叶轮风力发电机组一样，运行多叶轮风力发电机组时同样需要面对如何降低载荷的技术问题。

发明内容

对于同一塔架支撑两个或多个叶轮的多叶轮机组，其塔架扭转载荷因各叶轮所受推力不完全一致而导致塔架扭转载荷增大，甚至可能超过其极限或疲劳载荷边界限制值，严重影响机组安全。本发明据此通过检测的塔架扭转载荷对第一叶轮和第二叶轮进行针对性控制。

本发明的目的之一在于提供一种能够减小塔架扭转载荷的扭转载荷控制方法及装置。

根据本发明的一方面，提供一种风力发电机组的扭转载荷控制方法，风力发电机组包括设置在塔架两侧的第一叶轮和第二叶轮，扭转载荷控制方法包括：获取塔架的扭转载荷；将扭转载荷与正常载荷范围的极限值进行比较并获得第一比较结果；基于第一比较结果控制第一叶轮或第二叶轮的桨距角以使扭转载荷处于正常载荷范围。

可选地，可响应于扭转载荷大于正常载荷范围的正向上限值而增大第二叶轮的桨距角以使扭转载荷处于正常载荷范围内；响应于扭转载荷小于正常载荷范围的反向下限值而增大第一叶轮的桨距角以使扭转载荷处于正常载荷范围内，其中，扭转载荷包括方向信息。

可选地，基于第一比较结果控制第一叶轮或第二叶轮的桨距角以使扭转载荷处于正常载荷范围的步骤可包括：通过比例积分控制算法基于第一比较结果获得桨距角调整值，并基于桨距角调整值改变第一叶轮或第二叶轮的桨距角，其中，第一比较结果为扭转载荷为正向载荷时扭转载荷与正常载荷范围的正向上限值之间的差或者扭转载荷为反向载荷时扭转载荷与正常载荷范围的反向下限值之间的差。

可选地，扭转载荷控制方法还可包括：获取扭转载荷的变化速率；将变化速率与正常载荷变化速率范围的极限值进行比较并获得第二比较结果；响应于扭转载荷在正常载荷范围内，基于第二比较结果控制第一叶轮或第二叶轮的桨距角变化速率以使扭转载荷的变化速率处于正常载荷变化速率范围。

可选地，可响应于变化速率大于正常载荷变化速率范围的正向上限值而控制第二叶轮的桨距角变化速率以使扭转载荷的变化速率处于正常载荷变化速率范围内；可响应于变化速率小于正常载荷变化速率范围的反向下限值而控制第一叶轮的桨距角变化速率以使扭转载荷的变化速率处于正常载荷变化速率范围内。

可选地，基于第二比较结果控制第一叶轮或第二叶轮的桨距角变化速率以使扭转载荷的变化速率处于正常载荷变化速率范围的步骤可包括：通过比例控制算法基于第二比较结果获得桨距角变化速率调整值，并且基于桨距角变化速率调整值改变第一叶轮或第二叶轮的桨距角变化速率，其中，第二比较结果为扭转载荷正向变化时变化速率与正常载荷变化速率的正向上限值之间的差或者扭转载荷反向变化时变化速率与正常载荷变化速率的反向下限值之间的差。