一种风力发电机控制方法、装置以及风力发电机.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CN108757306A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810486213.8(22)申请日2018.05.21(71)申请人三一重能有限公司地址102206北京市昌平区北清路三一产业园(72)发明人张海涛翁艳姜海苹(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人曾章沐(51)Int.Cl.F03D7/00(2006.01)F03D7/02(2006.01)F03D9/25(2016.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称一种风力发电机控制方法、装置以及风力发电机(57)摘要本发明提供了一种风力发电机控制方法、装置以及风力发电机，其中，该风力发电机控制方法包括：周期性获取风力发电机的实际风轮转速；根据获取的实际风轮转速对当前周期的风速进行估算，获得估算风速；根据估算风速以及当前周期的最优叶尖速比，计算风力发电机在当前周期的最优转速；将风力发电机的实际风轮转速调整至最优转速。本申请实施例能够根据外界实际风速周期性的对风力发电机进行调整，不需要在静态寻优的过程中耗费过多的时间，因此也就减少了在最终阶段浪费的风能，同时，能够更快的到达最大功率点、能够以更高的效率捕获风能以及更强的抗干扰能力。CN108757306ACN108757306A权利要求书1/2页1.一种风力发电机控制方法，其特征在于，包括：周期性获取风力发电机的实际风轮转速；根据获取的所述实际风轮转速对当前周期的风速进行估算，获得估算风速；根据估算风速以及当前周期的最优叶尖速比，计算风力发电机在当前周期的最优转速；将所述风力发电机的所述实际风轮转速调整至所述最优转速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的所述实际风轮转速对当前周期的风速进行估算，获得估算风速，具体包括：根据所述实际风轮转速、所述风轮的角加速度，风力发电机的实时转矩、风轮及传动链的转动惯量以及传动轴的损耗转矩，计算风力发电机的实际气动转矩；根据所述实际风轮转速、最近一个周期获得的估算风速、风轮半径以及当前空气密度，计算风力发电机的估算气动转矩；根据所述实际气动转矩和所述估算气动转矩之间的差值，获得当前周期的估算风速。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际风轮转速、风力发电机的实时转矩、风轮及传动链的转动惯量以及传动轴的损耗转矩，计算风力发电机的实际气动转矩，具体包括：对所述实际风轮转速求时间的导数，获得风轮的角加速度根据下述公式(1)计算风力发电机的实际气动转矩Taero_real：(1)其中，Tgen为风力发电机的实时转矩；J为风轮及传动链的转动惯量；Kω为风力发电机的损耗转矩；K为系数；ω为实际风轮转速。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际风轮转速、最近一个周期获得的估算风速、风轮半径以及当前空气密度，计算风力发电机的估算气动转矩，具体包括：根据所述实际风轮转速、所述最近一个周期获得的估算风速以及风轮半径，计算当前周期的叶尖速比；根据当前周期的叶尖速比，以及叶片的叶尖速比-风能利用系数曲线，计算当前周期的风能利用系数；根据当前周期的叶尖速比、当前周期的风能利用系数、当前空气密度、风轮半径以及最近一个周期获得的估算风速，计算风力发电机的估算气动转矩。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当前周期的叶尖速比λ满足公式(2)：(2)风力发电机的估算气动转矩Taero_est满足公式(3)：32(3)Taero_est＝0.5ρπRvCp/λ其中，ω为实际风轮转速；R为风轮半径；v为最近一个周期获得的估算风速；ρ为当前空气密度；Cp为当前周期的风能利用系数。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际气动转矩和所述估算气2CN108757306A权利要求书2/2页动转矩之间的差值，获得当前周期的估算风速，具体包括：将所述实际气动转矩和所述估算气动转矩之间的差值输入至第一比例和积分PI调节器，并将所述第一PI调节器的输出作为当前周期对应的估算风速。7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据估算风速以及当前周期的最优叶尖速比，计算风力发电机在当前周期的最优转速，具体包括：根据下述公式(4)计算风力发电机在当前周期的最优转速ω′：(4)其中，v为所述估算风速；λopt为当前最优叶尖速比；R为风轮半径。8.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，所述将所述风力发电机的所述实际风轮转速调整至所述最优转速，具体包括：将风力发电机在当前周期的最优转速，以及当前周期实际风轮转速的差值输入至第二PI调节器；根据所述第二PI调节器输出的调节转矩，调整所述风力发电机的转矩，以将