[发明专利]一种提高风力发电机组可利用率的偏航穿越控制方法

说明书

本发明公开了一种提高风力发电机组可利用率的偏航穿越控制方法，结合当前偏航齿圈异常位置坐标，提出了根据当前机舱位置角度、风向、风速及不同偏航电机坐标位置，划分出6个扇区，针对机组处于不同扇区位置时，采用不同的偏航控制策略。通过此策略，可以保证非危险区域附近时，机组按照之前方式正常及时对风发电，在危险区域附近时，可保护机组安全快速通过此危险区域并通过预测的手段保护偏航系统不会反复穿越。相对于手动偏航对风等方式，本发明可以有效避免对风不及时或因偏航系统异常长时间停机造成的发电量的损失，提高机组可利用率，同时有效保护和延长偏航系统的寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电控制的技术领域，尤其是指一种提高风力发电机组可利用率的偏航穿越控制方法。

背景技术

随着国内外安装运行的风力发电机组越来越多，难免在一些特定的工况下，机组出现偏航齿圈局部异常的情况，致使机组长时间停机。当前大部分风电场出现这种情况时，基本均采用机组停机方式，不允许偏航也不允许发电，待机组偏航齿圈局部异常问题解决后再恢复机组运行。这是目前保护机组偏航系统不被继续损坏和机组整体安全性最稳妥的方式。但此方法一般会因为机组恢复的周期较长，使机组在停机期间损失大量发电量。甚至部分风电场可能受一些外部因素的制约连续停机数月之久，在此期间，没有相关更好、更优的偏航策略来控制机组继续安全稳定的运行发电，使得机组相对损失更大，更多。

在获悉的少数风场中，为解决上述问题，大多都是采用人工处理，即提前记录有风险的区域，通过人工手动偏航的方式进行对风。但此方式也存在因个人主观意识错误判断的风险，可能出现偏航错误，或者在风向变化后没有在最优的第一时间进行偏航对风，另外，此方式很大程度上也会出现可正常偏航对风满负荷发电的区域内无法最高效发电。

因此，以上所述任何一种情况下，都有可能损失一定的发电量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种提高风力发电机组可利用率的偏航穿越控制方法，有效确保机组在安全的前提下可继续稳定发电，提高机组的可利用率，延长整个偏航系统寿命。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种提高风力发电机组可利用率的偏航穿越控制方法，包括以下步骤：

1)确定危险区域坐标位置，且需要确定的危险区域数量与风力发电机组的偏航电机数量相一致，即风力发电机组的偏航电机有N台，则就需确定出N个危险区域；

通过现场检查硬件偏航齿圈或者数据分析的方式，找出偏航齿圈异常的第一个危险区域Z°，再确定第一台偏航电机经过此异常区域左边界时机舱位置角度值X°，及第一台偏航电机经过此异常区域右边界时机舱的角度值(X+Z)°；由于第二台偏航电机,第三台偏航电机,...,第N台偏航电机相对静止位置坐标即与第一台偏航电机之间的夹角在物理上确定唯一，即角度a₁°，a₂°,…,a_N-1°是已知的确定值，因此，能够使用确定出来的第一个危险区域，计算出另外N-1个危险区域，分别如下：

第一区间：X°～(X+Z)°；

第二区间：(X+a₁)°～(X+a₁+Z)°；

第三区间：(X+a₂)°～(X+a₂+Z)°；

……

第N区间：(X+a_N-1)°～(X+a_N-1+Z)°；

2)偏航穿越控制策略

针对机组偏航对风，在某一时刻，只能对风到上述第N区间内或者区间外的区域；