[发明专利]风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法

摘要

本发明提供了一种风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，所述方法是恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，其中所提高发电量的风速区间是结束MPPT段的风速到额定风速之间这一风速区间；所适用的机组是在额定风速之前到达风力机额定转速的风电机组。本发明方法通过提前变桨控制，在恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，该方法对常规控制方法的变桨控制做小幅修改，变流器控制则无需改动，变桨控制的改进通过修改软件完成，无需增加硬件。

主权项

一种风电机组恒额定转速区域提高发电量的变桨控制方法，其特征在于，所述方法是恒额定转速区域通过提前桨距角动作增加发电量，其中：所提高发电量的风速区间是结束MPPT段的风速到额定风速之间这一风速区间[V2，Vn]；所适用的机组是在额定风速Vn之前到达风力机额定转速ωn的风电机组，所述额定转速ωn在小于额定风速Vn的风速V2到达，ωn同时也是风力机组的最高转速ωmax；所述变桨控制方法是基于风速检测的变桨控制方法或基于功率查表的变桨控制方法，其中：所述基于风速检测的变桨控制方法，包括如下步骤：第一步，检测风速，对检测到的风速信号进行低通滤波得到风速V，若风速V处于[V2，Vn]风速区间，且发电机转速ω满足|ω‑ωmax|<ωL，ωL设置为0.04倍的标幺值，发电机转速的基准值为发电机同步转速，ωmax为风电机组发电运行的最高转速，执行以下步骤；第二步，根据第一步得到的风速V，按照下式计算最优变桨角度βopt；βopt＝c1(V‑V2)2+c2(V‑V2)待定系数c1和c2提供辨识得到；第三步，对第二步得到的最优变桨角度βopt经过指令死区模块输出桨距角指令值βopt1；第四步，将第三步得到的桨距角指令值βopt1加上常规控制桨距角指令作为优化后的桨距角指令β*，由风机主控发送至变桨执行机构；所述基于功率查表的变桨控制方法，包括如下步骤：步骤一，检测发电机功率，对检测到的发电机功率信号进行低通滤波，若发电机功率大于风速V2对应的稳态功率Pv2且小于额定功率，且发电机转速ω满足|ω‑ωmax|<ωL，ωL设置为0.04倍的标幺值，发电机转速的基准值为发电机同步转速，ωmax为风电机组发电运行的最高转速，执行以下步骤；步骤二，根据发电机功率查表得到最优变桨角度βopt；所述最优变桨角度βopt，采用以下方法确定：检测风速，对检测到的风速信号进行低通滤波得到风速V，根据公式βopt＝c1(V‑V2)2+c2(V‑V2)，待定系数c1和c2提供辨识得到；在确定待定系数c1和c2并已知[V2，Vn]风速区间内发电机稳态功率曲线的基础上，按照一定风速间隔选取[V2，Vn]风速区间内一定数量的离散风速点，根据与这些离散风速点一一对应的发电机稳态功率和βopt制作一张关于发电机稳态功率和βopt一一对应的表，表中对于不在V2对应稳态功率和Vn对应稳态功率之间的功率对应的βopt为0；实现时根据实时测量得到的发电机功率通过查表和线性插值获取βopt；步骤三，对第二步得到的最优变桨角度βopt经过指令死区模块输出桨距角指令值βopt1；步骤四，将第三步得到的桨距角指令值βopt1加上常规控制桨距角指令作为优化后的桨距角指令β*，由风机主控发送至变桨执行机构。