基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112031998A(43)申请公布日2020.12.04(21)申请号202010996403.1(22)申请日2020.09.21(71)申请人山东中车风电有限公司地址250000山东省济南市高新区世纪大道3666号(72)发明人刘翠翠赵磊田家彬关中杰李钢强牛成刘南南刘建爽(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人祖之强(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统(57)摘要本公开提供了一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统，对激光雷达测量得到的风机前方的风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数及风切变公式；由风轮方位角确定各叶片中心点高度，再由风切变公式确定三个叶片中心点风速值；计算不同风切变指数下的疲劳载荷值，确定临界风切变指数；当真实风切变指数满足独立变桨控制设定的开启条件时，开启独立变桨控制，根据三叶片的中心点风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值；否则，进行统一变桨控制。本公开既可显著降低叶轮推力不平衡引起的疲劳载荷，也能缓解变桨过于频繁导致的变桨驱动、变桨轴承等零部件寿命降低的问题。CN112031998ACN112031998A权利要求书1/2页1.一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数；计算不同风切变指数下的疲劳载荷值，确定临界风切变指数；当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。2.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，对风速和高度数据进行数值拟合获得风切变公式，由风轮方位角确定各叶片中心点高度，再由风切变公式确定三个叶片中心点风速值；独立变桨控制时，根据三叶片的中心点风速值确定每个叶片的桨距角调整系数，获得独立变桨控制模式下的三个叶片桨距角设定值。3.如权利要求2所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，根据风轮方位角确定三个叶片中心点高度，再根据风切变公式得到三个叶片中心点风速。4.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，进行不同风切变指数下的风机疲劳载荷计算，确定对叶根疲劳载荷敏感的风切变指数为临界风切变指数。5.如权利要求4所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，临界风切变指数的获取方式，具体为：确定风切变指数的取值范围和取值间隔；分别开启和禁止独立变桨控制，固定机组的参数和各个风况条件；分别计算风切变指数在取值范围内多个相邻取值的风机疲劳载荷值；对比叶根疲劳载荷变化趋势，获取对叶根疲劳载荷值敏感的风切变指数，选取该风切变指数为临界风切变指数。6.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，每个叶片的桨距角调整系数为三倍的叶片风速与三个叶片风速加和的比值。7.如权利要求1所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法，其特征在于，每个叶片的独立变桨角度值为叶片的桨距角调整系数与统一桨距角给定值的乘积。8.一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化系统，其特征在于，包括：真实风切变指数获取模块，被配置为：获取激光雷达测量得到的风机前方预设距离多个高度处的风速值，对风速和高度数据进行数值拟合获得真实风切变指数；临界风切变指数获取模块，被配置为：计算不同风切变指数下的疲劳载荷值，确定临界风切变指数；变桨控制模块，被配置为：当真实风切变指数大于或等于临界风切变指数时开启独立变桨控制，当真实风切变指数小于临界风切变指数时，机组进行统一变桨控制。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤。10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的基于激光雷2CN112031998A权利要求书2/2页达的风电机组独立变桨控制优化方法中的步骤。3CN112031998A说明书1/7页基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统技术领域[0001]本公开涉及风电控制技术领域，特别涉及一种基于激光雷达的风电机组独立变桨控制优化方法及系统。背景技术[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关