一种风力发电系统的偏航与输出功率控制方法与流程

技术特征：
1.一种风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，包括有如下逻辑：全自动启动控制逻辑(1)，用于对风速进行检测，并且当实时风速符合预设的启动风速时启动风机；偏航控制逻辑(2)，用于计算风向角与风机偏航角之差，并根据预设的偏航控制算法控制风轮的朝向，使得所述风轮正对风，进而获得最大功率；转速控制逻辑(3)，用于当风速低于额定风速时，令桨距角保持为0
°
，同时进行转速控制，进而实现最大风能追踪，以及获得最大能量。2.如权利要求1所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述全自动启动控制逻辑(1)包括如下过程：步骤s10，判断实时风速是否符合预设的启动风速，若是，则执行步骤s11，若否，则重复执行步骤s10；步骤s11，打开风机机械刹车开关；步骤s12，令浆距角设定值＝30
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；步骤s13，判断发电机转速是否满足：发电机转速≥420r/min？若是，则执行步骤s14，若否，则重复执行步骤s13；步骤s14，令浆距角设定值＝0
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；步骤s15，判断发电机转速是否满足：发电机转速≥1000r/min？若是，则闭合并网开关，开始发电，若否，则则重复执行步骤s15。3.如权利要求2所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述步骤s10中，当实时风速满足：4m/s≤风速＜25m/s条件时，执行所述步骤s11。4.如权利要求1所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述偏航控制逻辑(2)包括如下过程：步骤s20，实时监测风速和风向；步骤s21，判断风速是否超过4m/s，若是，则执行步骤s22，若否，则令左偏航＝0、右偏航＝0、正对风＝1；步骤s22，计算风向角与偏航角的差θ，判断θ是否超过预设的允许值θ1？若是，则执行步骤s23，若否，则重复执行步骤s22；步骤s23，判断偏航角是否满足：偏航角＝1080
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？若是，则令左偏航＝1、右偏航＝0、正对风＝1，若否，则执行步骤s24；步骤s24，判断偏航角是否满足：偏航角≥360
°
？若是，则执行步骤s24，若否，则执行步骤s25；步骤s24，当θ满足：θ≤900
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、θ≤540
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以及θ≤180
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条件时，分别对θ值进行修改，然后执行步骤s26；步骤s25，当偏航角满足：-360
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≤偏航角≤360
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条件时，对θ值进行修改，然后执行步骤s26；步骤s26，判断θ是否满足：θ≥0
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？若是，则执行步骤s27，若否，则执行步骤s28；步骤s27，判断θ是否满足：θ≥预设的角度差θ1？若是，则令左偏航＝0、右偏航＝1、正对风＝0，若否，则令左偏航＝0、右偏航＝0、正对风＝1；步骤s28，判断θ是否满足：θ≥预设的角度差-θ1？若是，则令左偏航＝1、右偏航＝0、正
对风＝0，若否，则令左偏航＝0、右偏航＝0、正对风＝1。5.如权利要求4所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述步骤s24包括：步骤s240，判断θ是否满足：θ≤900
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？若否，则执行步骤s241，若是，则令θ＝θ 1080
°
，令θ2＝θ 偏航角；然后判断θ2是否满足：θ2≥1080
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，若否，则执行步骤s26，若是，则令θ＝θ-360
°
，然后执行步骤s26；步骤s241，判断θ是否满足：θ≤540
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？若否，则执行步骤s242，若是，则令θ＝θ 720
°
，然后执行步骤s26；步骤s242，判断θ是否满足：θ≤180
°
？若否，则执行步骤s26，若是，则令θ＝θ 360
°
，然后执行步骤s26。6.如权利要求4所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述步骤s25中，当偏航角满足：-360
°
≤偏航角≤360
°
条件时，执行如下过程：步骤s250，判断θ是否满足：θ＜-180
°
？若是，则令θ＝θ 360
°
，然后执行步骤s26，若否，则执行步骤s251；步骤s251，判断θ是否满足：θ＞180
°
？，若否，则执行步骤s26，若是，则令θ＝θ-360
°
，然后执行步骤s26。7.如权利要求4所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述步骤s25中，当偏航角不满足：-360
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≤偏航角≤360
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条件时，执行步骤s29；步骤s29，判断偏航角是否满足：偏航角＝-1080
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？若是，则令左偏航＝0、右偏航＝1、正对风＝0，若否，则执行步骤s290；步骤s290，判断θ是否满足：θ＞900
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？若否，则执行步骤s291，若是，则令θ＝θ-1080
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、令θ2＝θ 偏航角；然后判断θ2是否满足：θ2≤-1080
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？若否，则执行步骤s26，若是，则令θ＝θ 360
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，然后执行步骤s26；步骤s291，判断θ是否满足：θ＞540
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？若否，则执行步骤s292，若是，则令θ＝θ-720
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，然后执行步骤s26；步骤s292，判断θ是否满足：θ＞180
°
？若否，则执行步骤s26，若是，则令θ＝θ-360
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，然后执行步骤s26。8.如权利要求1所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述转速控制逻辑(3)中，转速的控制策略包括：根据所检测的风速，在最佳叶尖速比条件下，确定理想转速n*，将转速n*与实际转速值进行比较并得到偏差值，利用pid控制器计算出电磁转矩设定值并输送至预设的执行器，进而控制转速保持为理想转速，进而保证叶尖速比最优、功率吸收系数最优以及功率达到最大值。9.如权利要求1所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，还包括有：状态监测与报警停机控制逻辑(4)，用于对风力发电机组进行电力参数监测、风力参数监测以及机组状态参数监测。10.如权利要求9所述的风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其特征在于，所述状态监测与报警停机控制逻辑(4)中，所述电力参数监测过程所监测的电网电力参数包括电网三相电压，所述风力参数监测过程包括风速和风向监测，所述机组状态参数监测过程
包括转速、温度、机舱振动、油位参数的实时监测。

技术总结
本发明公开了一种风力发电系统的偏航与输出功率控制方法，其包括有如下逻辑：全自动启动控制逻辑，用于对风速进行检测，并且当实时风速符合预设的启动风速时启动风机；偏航控制逻辑，用于计算风向角与风机偏航角之差，并根据预设的偏航控制算法控制风轮的朝向，使得所述风轮正对风，进而获得最大功率；转速控制逻辑，用于当风速低于额定风速时，令桨距角保持为0


技术研发人员：罗伟敏
受保护的技术使用者：罗伟敏
技术研发日：2022.01.20
技术公布日：2022/5/6