[发明专利]风力发电机组的主动偏航控制方法及控制器

说明书

本发明公开了一种风力发电机组的主动偏航控制方法及控制器。其中，该方法用于中央控制器，该方法包括：当检测到风电场中存在第一风力发电机启动偏航后，查询第一风力发电机在当前风况数据下作为最早启动偏航的风力发电机的情况下的风电场的历史偏航数据的步骤；根据历史偏航数据计算每台风力发电机相对于第一风力发电机的被动偏航时间差值，根据被动偏航时间差值分别向每台风力发电机发送主动偏航控制指令。该方法不需要对风况进行预测，不需要检测风力发电机之间的距离，所以不需要加装任何额外的传感器设备，可大大节省风电场的运营成本。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组的主动偏航控制方法及控制器。

背景技术

随着风力发电机规模的逐渐扩大和机组安全保护的日趋完善，风力发电机的运行的发电性能，即提高风力发电机的发电量及可利用率，同样受到了越来越多的重视。如何充分利用风能，获取最大能源和经济效益，成为风力发电机主控系统必须面临的问题。

偏航系统是水平轴式风力发电机必不可少的组成系统之一。偏航系统又称对风装置，是风力发电机机舱的一部分，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，使风力发电机的风轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高风力发电机的发电效率。所以风力发电机的对风精度，直接影响到风力发电机的发电效率。

目前风力发电机的控制策略调整及偏航都属于被动性质，即检测到风速变化后，主控系统才开始控制变桨系统进行变桨操作，桨叶变桨滞后于风速变化，导致叶轮转速不稳定，造成一定的发电量损失；检测到风向变化后，主控系统才开始控制偏航系统进行偏航，偏航动作滞后于风向变化，风向变化后，叶轮转速会明显降低，也会造成一定的发电量损失。

此外，如果机组处于停机状态，当主控系统检测到当前风速大于启动风速时，需要首先进行偏航对风，而偏航对风的时间一般较长，约5～10分钟甚至更长，即风场风速达到风力发电机启动条件后，可能需要约12～15分钟后才能并网发电，会由于机组启动时间慢而造成发电量损失：假设风电场为2MW(即2000kW)机组共33台，按一半的功率计算，则对风偏航的10分钟内造成的发电量损失约为2000kW×33台×15分钟/60分钟/2＝8250kW，造成巨大的发电量损失。风力发电机的被动偏航，对一台机组短时间内造成的发电量损失可能并不多，但随着风电场数目的增多及风力发电机容量的增大，长期运行所造成的发电量损失是不可估量的。

发明内容

本发明实施例提供了一种风力发电机组的主动偏航控制方法及控制器。

第一方面，本发明实施例提供了一种风力发电机组的主动偏航控制方法，用于中央控制器，该方法包括以下步骤：当检测到风电场中存在第一风力发电机启动偏航后，查询第一风力发电机在当前风况数据下作为最早启动偏航的风力发电机的情况下的风电场的历史偏航数据的步骤；根据历史偏航数据计算每台风力发电机相对于第一风力发电机的被动偏航时间差值，根据被动偏航时间差值分别向每台风力发电机发送主动偏航控制指令的步骤。

第二方面，本发明实施例提供了一种风力发电机组的偏航控制方法，用于风力发电机组，该方法包括：采集风况数据及风力发电机组的当前机舱方向，并发送至中央控制器的步骤；接收中央控制器发来的主动偏航控制指令，主动偏航控制指令包括风况变化后风电场中最早进行偏航的风力发电机的偏航后的机舱方向、被动偏航时间差值和启动时刻的步骤；根据主动偏航控制指令、风力发电机组的预设偏航速度及当前机舱方向获得偏航启动时刻以执行主动偏航的步骤；根据采集到的风况数据以及风力发电机组的当前机舱方向直接执行被动偏航的步骤；以及，发送执行的偏航类型至中央控制器的步骤。