[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。所述方法包括：获取叶片中间段的变桨角度；确定该叶片中间段的变桨角度与设定的该叶片叶根的桨距角是否一致；当确定不一致时，控制该叶片进行变桨，以使该叶片中间段的变桨角度与设定的该叶片叶根的桨距角达到一致；其中，叶片中间段的变桨角度为沿该叶片叶展方向的预定位置处的叶片弦线与叶轮平面之间的夹角。根据所述方法及系统，能够提高叶片的最大迎风面的对风精确度以提升风力发电机组的发电量。

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

叶片在捕获风能的过程中，会受到扭曲力、载荷、自身的重力等多方面力的作用，极易产生叶轮不平衡现象，严重的叶轮不平衡现象一方面会影响叶片的最大迎风面的对风精确度，进而影响风力发电机组的发电性能，另一方面会导致叶片扫塔事故的发生，对风力发电机组产生极大的安全隐患。

引发叶轮不平衡现象的一个原因在于叶片的变桨角度不平衡。由于叶片是狭长的弹性体结构，叶片的变桨轴承施加给叶片根部的扭转角度传递到叶片中段时，所引起的叶片中段的实际角度偏转并非是叶片根部的变桨角度。叶片中段是叶片迎风面积最大的部分，如果风力发电机组的各个叶片的叶片中段实际角度偏转程度不一致，将会导致叶轮整体迎风角度不平衡。

因此，需要一种能够解决叶片变桨角度不平衡问题的方法。

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，能够解决叶片变桨角度不平衡的问题。

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，所述方法包括：获取叶片中间段的变桨角度；确定该叶片中间段的变桨角度与设定的该叶片叶根的桨距角是否一致；当确定不一致时，控制该叶片进行变桨，以使该叶片中间段的变桨角度与设定的该叶片叶根的桨距角达到一致；其中，叶片中间段的变桨角度为沿该叶片叶展方向的预定位置处的叶片弦线与叶轮平面之间的夹角。

可选地，当叶轮的转速未达到额定转速时，设定的该叶片叶根的桨距角为预设的最小桨距角。

可选地，获取该叶片中间段的变桨角度的步骤包括：计算叶轮旋转角速度矢量在陀螺仪坐标系的两个相互垂直的轴向上的投影分量，并基于所述投影分量计算沿该叶片叶展方向的预定位置处的叶片弦线与叶轮平面之间的夹角；其中，所述陀螺仪设置于该叶片内部沿叶展方向的预定位置处，且陀螺仪坐标系的一个轴向沿所述预定位置处的叶片弦线方向设置。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种风力发电机组的变桨控制系统，所述系统包括：变桨驱动器、主控制器和处理器；所述变桨驱动器与风力发电机组的叶片对应设置，所述变桨驱动器用于驱动该叶片进行变桨；所述处理器被配置为：获取该叶片中间段的变桨角度，并确定该叶片中间段的变桨角度与设定的该叶片叶根的桨距角是否一致；所述主控制器被配置为：当确定不一致时，控制与该叶片对应的变桨驱动器驱动该叶片进行变桨，以使该叶片中间段的变桨角度与设定的该叶片叶根的桨距角达到一致；其中，叶片中间段的变桨角度为沿该叶片叶展方向的预定位置处的叶片弦线与叶轮平面之间的夹角。

可选地，当叶轮的转速未达到额定转速时，设定的该叶片叶根的桨距角为预设的最小桨距角。

可选地，所述系统还包括设置在叶片上的叶片形变测量装置；所述叶片形变测量装置与叶片对应设置，所述叶片形变测量装置用于测量沿该叶片叶展方向的预定位置处的叶片弦线与叶轮平面之间的夹角。

可选地，所述叶片形变测量装置包括：陀螺仪，设置于对应的叶片内部沿叶展方向的预定位置处，且陀螺仪坐标系的一个轴向沿所述预定位置处的叶片弦线方向设置；所述处理器还被配置为：计算叶轮旋转角速度矢量在所述陀螺仪坐标系的两个相互垂直的轴向上的投影分量，并基于所述投影分量计算沿该叶片叶展方向的预定位置处的叶片弦线与叶轮平面之间的夹角。

可选地，所述预定位置为30％的叶展处到80％的叶展处之间的位置。