[发明专利]海上漂浮式单风轮风力发电机组的控制方法、系统及装置

权利要求书

1.一种海上漂浮式单风轮风力发电机组的控制方法，包括：

获取所述风力发电机组中风机的输出功率以及所述风机的额定功率；

将所述输出功率与所述风机的额定功率进行比较,以确定所述输出功率与所述风机的额定功率间的关系；

根据所述关系，对所述风力发电机组中的飞轮储能装置的工作状态进行控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述关系，对所述风力发电机组中的飞轮储能装置的工作状态进行控制，包括：

在所述输出功率大于所述风机的额定功率的情况下，提高所述风力发电机组中的飞轮储能装置的转速；

或者，

在所述输出功率小于或等于所述风机的额定功率的情况下，降低所述风力发电机组中的飞轮储能装置的转速。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取当前的来流风速；

确定所述飞轮储能装置额定转速下对应的第一风速；

在所述来流风速大于所述第一风速的情况下，提高所述风力发电机组中的飞轮储能装置的转速；

在所述来流风速小于或等于所述第一风速的情况下，降低所述风力发电机组中的飞轮储能装置的转速。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述飞轮储能装置的动量矩H_M＝J_M*(ω+θ)；所述浮式风机的动量矩H_G＝(J_G—J_M)*θ；

来流风速对机组的倾覆力矩M_风，满足以下条件：

水面波浪对机组的倾覆力矩M_浪，满足以下条件：

其中：H_M——飞轮储能装置的动量矩；

H_G——风机的动量矩；

J_M——飞轮储能装置转动惯量；

J_G——风机的转动惯量；

ω——飞轮储能装置转子角速度；

θ——塔筒轴线与水面法线的夹角；

l——风机顶部与水面之间的距离；

r——风机浸水底面外缘到风机重心与水面垂线之间的距离；

A——风机迎风面的面积；

S——风机湿表面；

C——风阻系数；

ρ——空气密度；

v——来流风速；

ΔP——波浪压力；

n——S的单位外法线矢量；

r——波浪压力作用点相对于风机坐标系的位置向量。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述飞轮储能装置的目标转速，满足以下关系：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述输出功率与所述风机的额定功率进行比较,以确定所述输出功率与所述风机的额定功率间的关系之后，还包括：

在所述输出功率大于或等于所述风机的额定功率的情况下，获取所述风机当前的转速、桨距角以及额定转速；

在所述风机当前的转速大于额定转速、且当前的转速与额定转速的差值大于或等于阈值的情况下，确定当前的停止变桨转速；

根据预设的风机转速与桨距角的对应关系，确定与所述当前的停止变桨转速对应的桨距角；

根据所述当前的停止变桨转速及所述对应的桨距角，对风机的转速和桨距角进行控制。

7.一种海上漂浮式单风轮风力发电机组系统，包括：

浮式风机、浮式风机变流器、升压变压器、飞轮储能装置、飞轮储能变流器以及控制器；

其中，所述浮式风机的发电机定子绕组与所述浮式风机变流器相连，所述浮式风机变流器与所述升压变压器的一端连接，所述升压变压器的另一端与电网相连；

所述飞轮储能装置与所述飞轮储能变流器连接，所述飞轮储能变流器与所述浮式风机变流器的连接；

所述控制器，用于对所述飞轮储能装置的工作状态进行控制。