[发明专利]一种用于风电机组的偏航载荷监测控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于风电机组的偏航载荷监测控制方法及系统，该方法包括：实时获取偏航系统的全息信息簇；实时获取风电机组的运行状态信息和环境状态信息；实时根据偏航系统的全息信息簇计算得到偏航系统的载荷信息簇；将偏航系统的载荷信息簇在频域范围内进行补偿后，结合风电机组的机组状态信息，实时追踪寻优偏航系统载荷边界，在保障机组发电量前提下，对偏航系统实施智能降载的控制策略。风机组件控制系统实时追踪寻优偏航系统载荷边界，避免偏航机械部件过载运行，极大减少了偏航减速机、偏航大齿圈、偏航系统制动器等硬件部件的损耗，降低了偏航系统软故障等一系列问题，保障了机组的可靠性、高可利用率以及发电量。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种用于风电机组的偏航载荷监测控制系统。

背景技术

随着国内风力发电技术的稳步快速发展、风资源开发的逐步深入以及对风资源开发中节能环保的要求，机组容量越大，市场对于大叶片大容量风电机组的需求越来越迫切，风剪切和塔影效应对偏航系统的载荷影响越来越大，目前大功率机组多采用偏航多电机直接启动的拓扑结构，对偏航载荷实时监测计算、采取智能化偏航降载控制，成为当前大容量风电机组能够高效可靠发电亟需解决的主要问题之一。

传统偏航系统的设计，一般采用工频直接启动或软启动方式，通过控制偏航电机带动机舱转动，达到风电机组偏航对风的目的，但在整个偏航工艺过程中不能对偏航系统的实时有效载荷进行监测计算，不能有效监测大载荷并采取智能降载策略，导致风电机组运行若干年后，偏航电机、偏航减速机、大齿圈频繁出现损毁，机组偏航故障频发，机组可利用率大大降低，机组全生命周期运营成本增大，影响了机组的发电量和企业运行效益。

发明内容

本发明的目的在于提供用于风电机组的偏航载荷监控及控制方法及系统，偏航载荷监测和计算装置可以实时监测偏航系统的转速信息、电流信息、电压信息以及机组偏航系统的状态信息；这些信息簇经过偏航载荷监测和计算装置内部算法实时计算，输出偏航系统当前实时载荷信息簇，载荷信息簇由机组控制系统实时接收，监测偏航载荷运行边界进行智能降载，对于大功率风电机组降本增效、提高机组的可靠性和发电量意义重大。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于风电机组的偏航载荷监测控制方法，该方法包括：

实时获取偏航系统的全息信息簇；

实时获取风电机组的运行状态信息和环境状态信息；

实时根据所述偏航系统的全息信息簇计算得到所述偏航系统的载荷信息簇；

将所述偏航系统的载荷信息簇在频域范围内进行补偿后，结合所述风电机组的机组状态信息，实时追踪寻优偏航系统载荷边界，在保障机组发电量前提下，对所述偏航系统实施智能降载的控制策略。

可选地，所述偏航系统的全息信息簇包括转速信息、电流信息、电压信息、位置信息、偏航状态信息以及偏航系统摩擦系数。

可选地，所述根据所述偏航系统的全息信息簇计算得到所述偏航系统的载荷信息簇具体包括：

基于所述偏航系统的硬件参数建立偏航系统状态空间载荷映像模型，其中，所述偏航系统状态空间载荷映像模型在实时接收到所述偏航系统的全息信息簇之后，实时根据所述偏航系统的全息信息簇计算得到所述偏航系统的载荷信息簇。

可选地，所述硬件参数包括环境状态信息、偏航驱动的电流、转矩、电压、偏航保持压力值、偏航制动压力值的实时信息。

可选地，偏航系统载荷边界是根据风电机组设计过程中特定机组的疲劳载荷和极限载荷来划定，偏航智能降载系统会对接收的偏航载荷信息簇和特定机组的疲劳载荷信息、极限载荷信息实时比较和监控，如果当前偏航系统载荷超过载荷边界，在保障机组发电量前提下，对偏航系统实施智能降载控制策略。