[发明专利]一种风电机组提高风能利用率的控制方法及其控制系统

说明书

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种风电机组提高风能利用率的控制方法及其控制系统。本发明对被判定为已发生卡桨故障的叶片先进行变桨驱动器复位，在卡桨故障未被消除之前再启动变桨驱动器重启，而非直接重启，减少了变桨驱动器的不必要的重启次数，也降低了系统加快老化速度，并提高了风能的利用率。本发明还引入延时性卡桨故障因子，根据当前时间段的变桨状态信息预期未来卡桨故障发生概率，并且也无需直接重启变桨驱动器，进一步减少了重启次数并提高了风能利用率。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种风电机组提高风能利用率的控制方法及其控制系统。

背景技术

风力发电机组一般包括轮毂和叶片，叶片通过变桨轴承连接在轮毂上。在风 力发电机组运行时，各叶片的需要调整自身的桨距角，即叶片进行变桨。 在叶片的变桨过程中，变桨控制部件通过控制变桨电机等执行部件来驱动叶片转动来调整自身的桨距角。

现有技术中，通常在监测到变桨驱动器故障，叶片卡死时，直接停机并控制未卡死的叶片顺桨并停机，如公开号为CN110925137A公开了一种大型风电机组出现叶片卡死故障的停机顺桨方法，当出现至少一个叶片卡死时，变流器提供制动扭矩，并使变流器脱网，完成停机操作，但这样降低了风能的利用效率，频繁停机也会导致系统老化速度加快。同时，公开号为CN109707563A的发明专利公开了变桨驱动器重启控制方法、装置及风力发电机组，其公开了当风力发电机组的运行信息符合预设的人员风险可规避条件，则直接由变桨控制器发送重启指令至变桨驱动器，但这样直接重启会增加不必要的变桨驱动器的重启次数，增加了故障发生的概率；同时，仅仅针对当前时刻/当前时期的变桨状态/变桨信息来判定当前叶片是否卡桨，而无法针对未来时间段的预期变桨状态作出变桨故障预测，在未来时间段内发生卡桨故障时，无法第一时间识别并排除故障，从而降低了机组运行安全性，也降低了风能的利用效率。

本发明设计一种风电机组提高风能利用率的控制方法及其控制系统，采用了卡桨的多种评价方法，提高了卡桨识别准确度，同时也引入了延时性卡桨故障因子，根据当前时间段的变桨状态信息预期未来卡桨故障发生概率，并且也无需直接重启变桨驱动器，在重启前先对变桨驱动器复位，进一步减少了重启次数并提高了风能的利用率。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明采用以下技术方案来实现。

一种风电机组提高风能利用率的控制方法，所述风电机组主要包括叶片和变桨系统，所述变桨系统主要包括变桨驱动器和变桨驱动主控系统，包括如下步骤：

叶片卡桨判定：若至少一个叶片的变桨桨距角未落入第一预设瞬时顺桨角度值区间，则判定为该叶片发生卡桨故障；若所述叶片的变桨桨距角落入第一预设瞬时顺桨角度值区间，但未落入第二预设瞬时顺桨角度值区间，则判定当前时刻顺桨速度值是否落入第一预设瞬时顺桨速度区间，若所述当前时刻顺桨速度值未落入第一预设瞬时顺桨速度值区间，则判定为当前叶片发生卡桨故障；否则，则判定叶片未发生卡桨；其中，所述第二预设瞬时顺桨角度值区间包含于所述第一预设瞬时顺桨角度值区间之内，且所述第二预设瞬时顺桨角度值区间小于或等于所述第一预设瞬时顺桨角度值区间；

叶片卡桨故障排除：若至少一个叶片卡桨，且无至少一个叶片发生延时性卡桨，则向发生卡桨的叶片的变桨驱动主控系统发送复位指令；若复位动作完成后，所述叶片继续卡桨，则由变桨驱动主控系统向变桨驱动器发送自动重启指令，若自动重启失败或者所述叶片继续卡桨，则由风电机组控制系统发送停机信号并手动重启所述变桨驱动器；若所述复位动作完成后，所述叶片由卡桨转换为延时性卡桨，则继续正常变桨/顺桨，此时不对所述变桨驱动器发送复位或重启指令；