控制器的輸出就可通過虛線框示出的在變槳控制器的輸出上乘以變槳位置增益實現，這里，變槳控制器的輸出為變槳位置，從而將動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳位置作為限幅器的輸入，如前所述的步驟130可在限幅器中實現，最終根據限幅器的輸出進行變槳控制。
[0042]在實際應用中，變槳控制器的輸出除了是變槳位置外，還可以是變槳速率，那么就需要用變槳速率增益來調整變槳控制器的輸出。相應地，可通過機組的葉輪轉速偏差和葉輪轉速加速度，得到一個轉速狀態值，即變槳速率增益。具體地，當S>0時，如果w>0，則dw>0，說明葉輪轉速高于設定轉速，且葉輪處于加速狀態，此時需要加大變槳速率來抑制葉輪轉速的持續增加；同樣在S>0時，如果w〈0，則dw〈0，說明葉輪轉速低于設定轉速，且葉輪處于減速狀態，此時也需要加大變槳速率來提高葉輪轉速。因此，可以通過變槳速率增益來確定變槳速率提高的幅度。例如，機組遇到陣風時，如果葉輪轉速高于設定轉速且持續加速，變槳控制器會提高變槳速率，防止機組過速。
[0043]由圖7?圖9可見，應用了動態最小槳距角功能后，機組可避免過速，而同時應用動態最小槳距角與非線性功能，可進一步降低機組轉速波動。
[0044]參照圖9，開啟動態最小槳距角功能后，機組遇到如圖7所示陣風時，機組不會變槳至Ij0°，因此在風速快速上升時，能夠更快的回到需求位置(19°左右)，從而避免機組過速。而開啟非線性增益功能后，如圖10所示，機組變槳速率更快，因此在風速快速上升時，機組轉速波動更小。
[0045]采用動態最小槳距角功能和非線性增益功能后，機組載荷也有一定程度的降低，以塔底載荷Mxy為例，圖11為未使用本發明實施例一所述變槳控制方法，以及使用了動態最小槳距角和非線性增益的塔底載荷對比曲線的示例性示意圖，由圖11可見，動態最小槳距角功能和非線性增益功能均可降低機組主要部件的極限、疲勞載荷(塔底、輪轂等)。
[0046]本發明的風力發電機組的變槳控制方法，通過計算得到的預設時間長度內的風力發電機組的平均槳距角計算動態最小槳距角，進一步對滿發狀態下獲取的機組運行參數進行線性插值來計算變槳參數增益，實現了根據動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出進行變槳控制，從而避免了大風或陣風時風力發電機組過速停機，提高了機組可利用率和安全性，同時降低了載荷。
[0047]實施例二
[0048]圖12為本發明實施例二的風力發電機組的變槳控制裝置的結構示意圖。可用于執行本發明實施例一的風力發電機組的變槳控制方法步驟。
[0049]參照圖12，該風力發電機組的變槳控制裝置包括動態最小槳距角計算模塊1210、參數獲取及增益計算模塊1220和變槳控制模塊1230。
[0050]動態最小槳距角計算模塊1210用于計算預設時間長度內的風力發電機組的平均槳距角，并根據平均槳距角計算動態最小槳距角；
[0051]參數獲取及增益計算模塊1220用于獲取滿發狀態下風力發電機組的機組運行參數，并通過對機組運行參數進行線性插值來計算變槳參數增益；
[0052]變槳控制模塊1230用于根據動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出進行變槳控制
[0053]根據本發明的優選實施例，動態最小槳距角計算模塊1210可具體用于通過對平均槳距角進行線性插值計算得到動態最小槳距角，或者根據平均槳距角查找預設的不同變槳角度范圍與最小變槳位置的對應關系表，得到動態最小槳距角。
[0054]進一步地，參數獲取及增益計算模塊1220可具體包括:
[0055]偏差計算單元(圖中未示出)用于計算機組運行參數的實際值和設定值之間的差值；
[0056]加速度計算單元(圖中未示出)用于根據差值計算機組運行參數的加速度；
[0057]狀態數據計算單元(圖中未示出)用于計算差值和機組運行參數的加速度的乘積，得到機組運行參數狀態數據；
[0058]增益計算單元(圖中未示出)用于根據機組運行參數狀態數據，查找預設的不同機組運行參數狀態數據范圍與變槳參數增益的對應關系，并基于線性插值算法得到變槳參數增益。
[0059]這里，機組運行參數可具體為葉輪轉速或機組輸出功率。
[0060]優選地，變槳參數增益可具體為變槳速率增益或變槳位置增益。
[0061 ]進一步地，變槳控制模塊1230可具體包括:
[0062]第一變槳控制單元(圖中未示出)用于當利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出小于動態最小槳距角，將動態最小槳距角作為最終變槳控制輸出；
[0063]第二變槳控制單元(圖中未示出)用于當利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出大于動態最小槳距角，將利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出作為最終變槳控制輸出。
[0064]本發明的風力發電機組的變槳控制裝置，具有如下技術效果:
[0065]—方面，加入的動態最小槳距角功能可以避免陣風下機組容易過速的問題，提高了機組可利用率，同時降低了機組主要部件的疲勞載荷(如塔底、輪轂等)。此外，還提高了機組葉片與塔架之間的最小凈空，保證機組安全運行；
[0066]另一方面，加入非線性增益功能同樣可避免陣風下機組容易過速的問題，提高了機組可利用率，降低了機組主要部件的極限載荷(如塔底)。
[0067]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種風力發電機組的變槳控制方法，其特征在于，所述方法包括: 計算預設時間長度內的風力發電機組的平均槳距角，并根據所述平均槳距角計算動態最小槳距角； 獲取滿發狀態下風力發電機組的機組運行參數，并通過對所述機組運行參數進行線性插值來計算變槳參數增益； 根據所述動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出進行變槳控制。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述平均槳距角計算動態最小槳距角包括: 通過對所述平均槳距角進行線性插值計算得到所述動態最小槳距角，或者根據所述平均槳距角查找預設的不同變槳角度范圍與最小變槳位置的對應關系表，得到所述動態最小槳距角。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過對所述機組運行參數進行線性插值來計算變槳參數增益包括: 計算所述機組運行參數的實際值和設定值之間的差值； 根據所述差值計算機組運行參數的加速度； 計算所述差值和所述機組運行參數的加速度的乘積，得到機組運行參數狀態數據； 根據所述機組運行參數狀態數據，查找預設的不同機組運行參數狀態數據范圍與變槳參數增益的對應關系，并基于線性插值算法得到所述變槳參數增益。4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述機組運行參數具體為葉輪轉速或機組輸出功率。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述變槳參數增益具體為變槳速率增益或變槳位置增益。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出進行變槳控制包括: 當所述利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出小于所述動態最小槳距角，將所述動態最小槳距角作為最終變槳控制輸出； 當所述利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出大于所述動態最小槳距角，將所述利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出作為最終變槳控制輸出。7.—種風力發電機組的變槳控制裝置，其特征在于，所述裝置包括: 動態最小槳距角計算模塊，用于計算預設時間長度內的風力發電機組的平均槳距角，并根據所述平均槳距角計算動態最小槳距角； 參數獲取及增益計算模塊，用于獲取滿發狀態下風力發電機組的機組運行參數，并通過對所述機組運行參數進行線性插值來計算變槳參數增益； 變槳控制模塊，用于根據所述動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出進行變槳控制。8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述動態最小槳距角計算模塊具體用于通過對所述平均槳距角進行線性插值計算得到所述動態最小槳距角，或者根據所述平均槳距角查找預設的不同變槳角度范圍與最小變槳位置的對應關系表，得到所述動態最小槳距角。9.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述參數獲取及增益計算模塊具體包括: 差值計算單元，用于計算所述機組運行參數的實際值和設定值之間的差值； 加速度計算單元，用于根據所述差值計算機組運行參數的加速度； 狀態數據計算單元，用于計算所述差值和所述機組運行參數的加速度的乘積，得到機組運行參數狀態數據； 增益計算單元，用于根據所述機組運行參數狀態數據，查找預設的不同機組運行參數狀態數據范圍與變槳參數增益的對應關系，并基于線性插值算法得到所述變槳參數增益。10.根據權利要求7或9所述的裝置，其特征在于，所述機組運行參數具體為葉輪轉速或機組輸出功率。11.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述變槳參數增益具體為變槳速率增益或變槳位置增益。12.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述變槳控制模塊具體包括: 第一變槳控制單元，用于當所述利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出小于所述動態最小槳距角，將所述動態最小槳距角作為最終變槳控制輸出； 第二變槳控制單元，用于當所述利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出大于所述動態最小槳距角，將所述利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出作為最終變槳控制輸出。
【專利摘要】本發明的實施例提供了一種風力發電機組的變槳控制方法及裝置。所述風力發電機組的變槳控制方法包括：計算預設時間長度內的風力發電機組的平均槳距角，并根據所述平均槳距角計算動態最小槳距角；獲取滿發狀態下風力發電機組的機組運行參數，并通過對所述機組運行參數進行線性插值來計算變槳參數增益；根據所述動態最小槳距角和/或利用參數增益調整后的變槳控制器的輸出進行變槳控制。通過本發明的風力發電機組的變槳控制方法及裝置，避免了大風或陣風時風力發電機組過速停機，提高了機組可利用率和安全性。
【IPC分類】F03D7/00
【公開號】CN105649875
【申請號】
【發明人】田萌, 趙樹椿, 韓勝男
【申請人】北京金風科創風電設備有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月31日