[发明专利]兆瓦级风电机组切出风速柔性拓展控制方法及系统

说明书

兆瓦级风电机组切出风速柔性拓展控制方法及系统，其特征在于包括以下步骤：第一步：得出风电机组应用场址中多载荷要素组成的预设载荷矩阵；第二步：将风电机组的实时载荷与预设载荷矩阵进行对比分析判断是否进行切出风速柔性拓展控制，如是则进行下一步，否则进行正常切出风速控制；第三步：通过调整风电机组的功率特性来进行切出风速柔性拓展控制；第四步：当切出风速柔性拓展控制运行至设定时间或风电机组应用场址中一个载荷要素超出预设载荷矩阵范围，则结束风速柔性拓展控制进入正常切出风速控制。本发明使得机组性能潜力充分挖掘，增加高风速段的能量捕获，减少切出和再切入过程，减少风场整体批量拖网，电网友好性强。

技术领域

本发明涉及一种兆瓦级风电机组切出风速柔性拓展控制方法及系统，属于兆瓦级风电机组切出风速控制技术领域。

背景技术

现有兆瓦级风电机组，当风速测量传感器检测到测量风速瞬时值或者平均值大于风电机组对应的设计阈值时直接停机脱网，其主要目的是为了通过停机顺桨调节机组启动性能的捕获，减小风轮所受气动载荷，保证机组安全，也就是通常所说的“切出停机”。这种硬性“切出停机”控制的优点是：逻辑简单、易于工程实现、保证机组安全。其缺点也十分明显：集体脱网，电网友好性差、浪费机组设计裕量，损失“大风”风能捕获能力。特别是随着“平价时代”的来临，技术层面的机组性能潜力挖掘对于风电项目的开发尤为重要。为了提升风电机组“大风”的风能捕获能力,保证大风工况下电网友好性，需要拓展机组的切除风速。

大部分整机厂家在进行风电机组的设计时，设计条件的选取遵循相关设计标准，风电场根据风资源条件去进行风电机组的选型，并设定相应的环境适应区间。这种做法会使得机组在超出环境适应区间时候立马停机，对电网不友好，也损失了“大风”捕获能力。而简单的调高切出风速必然会导致风电机组在切出风速工况下的载荷增大，特别会增加叶片、连接螺栓、塔筒、偏航轴承、轮毂等部件的疲劳和极限载荷，影响机组的安全性，本发明的目的在于保证“大风”期间风电机组不脱网，同时兼顾载荷安全，并且提升“大风”的风能捕获能力。

发明内容

本发明提供的兆瓦级风电机组切出风速柔性拓展控制方法及系统，实现风电机组在“常规切出”风速以上的风速运行区间进行控制，有效地保证来风电机组的安全性，保证了风能捕获的最大化，使得机组性能潜力充分挖掘，增加高风速段的能量捕获，减少切出和再切入过程，减少风场整体批量拖网，电网友好性强。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

兆瓦级风电机组切出风速柔性拓展控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：得出风电机组应用场址中多载荷要素组成的预设载荷矩阵；

第二步：将风电机组的实时载荷与预设载荷矩阵进行对比分析判断是否进行切出风速柔性拓展控制，如是则进行下一步，否则进行正常切出风速控制；

第三步：通过调整风电机组的功率特性来进行切出风速柔性拓展控制；

第四步：当切出风速柔性拓展控制运行至设定时间或风电机组应用场址中一个载荷要素超出预设载荷矩阵范围，则结束风速柔性拓展控制进入正常切出风速控制。

优选的，第一步中的“多载荷要素”是指：风电机组应用场址空气密度、湍流、风切变、年平均风速以及风电机组机型型谱。

优选的，第一步具体是指：用风电机组应用场址空气密度、湍流、风切变、年平均风速以及风电机组机型型谱进行累积组合计算得到多载荷要素的预设载荷矩阵。

优选的，第二步具体是指：风电机组的实时载荷在预设载荷矩阵范围内且至少一个载荷要素具有载荷裕量则进行切出风速柔性拓展控制，否则进行正常切出风速控制。

优选的，“调整风电机组的功率特性”是指机在常规切出风速以上按风电机组的测量桨距角或者风速来调整风电机组的功率特性。