[发明专利]风力发电机组软停机控制方法及风力发电机组

说明书

本发明提供一种风力发电机组软停机控制方法，当确定到当前环境进入启动停机模式时，实时监测发电机的当前转速，然后基于所述转速控制所述发电机先后通过周期性固定降速方式和恒定变桨速率方式降速，并基于所述转速控制所述发电机先后通过周期性固定降转矩方式和比例积分方式降低转矩。因为发电机的转速和发电机矩都更细致的划分为两个阶段来进行，可以更多的基于实时参数或启动停机时的参数来调整发电机的转速和转矩。相较于现有技术中固定参数来控制停机的方式，本控制方法能更平稳的同时控制发电机转速和转矩，避免出现风轮左右受力不平衡而造成的不对称极限载荷，防止所述风力发电机组零部件损坏。

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种风力发电机组在极限风况条件下的停机控制方法，以及采用此控制方法的风力发电机组。

背景技术

目前，国内主流风力发电机型都是按照IEC标准进行载荷设计，在长叶片机型的开发过程中，某些特定工况下(如风速和风向同时变化的极限相干阵风)的极限载荷成为了机组设计瓶颈。主要表现在风力发电机组的齿轮箱与发电机之间、塔顶与机舱之间等关键结合部位的极限承载能力较弱，在风速突增，且同时伴有剧烈风向变化的极限风况环境下，风力发电机组因风向偏差过大而触发停机模式，发电机转矩降低，且变桨系统照固定速率对发电机降速并顺桨。此时容易出现风力发电机组的叶根和塔顶不对称极限载荷，严重时损害风力发电机组的内部零部件。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的风力发电机组软停机控制方法，通过实时调整发电机转速和转矩的控制策略，来平滑发电机的停机曲线，避免产生过大的不对称极限载荷。本申请具体包括如下方案：

一种风力发电机组软停机控制方法，包括如下步骤：

确定到当前环境进入启动停机模式；

监测发电机当前转速；

基于所述转速控制所述发电机先后通过周期性固定降速方式和恒定变桨速率方式降速；

基于所述转速控制所述发电机先后通过周期性固定降转矩方式和比例积分方式降低转矩。

其中，所述确定到当前环境进入启动停机模式，包括

同时监测风向偏差和风速；

对所述风向偏差滤波得到所述有效风向偏差，对所述风速滤波得到所述有效风速。

确定所述有效风速对应的所述有效风向偏差绝对值大于预设的风向偏差值。

其中，所述基于所述转速控制所述发电机先后通过周期性固定降速方式和比例积分方式降速，包括：

确定到发电机转速高于预设的第一转速时，通过周期性固定降速方式控制所述发电机降低转速；

确定到发电机转速低于预设的第一转速时，通过恒定变桨速率控制所述发电机降低转速至变桨系统顺桨至90度。

其中，所述通过周期性固定降速方式控制所述发电机降低转速，包括：

确定初始目标转速；

调用上一周期的目标转速；

确定所述上一周期的目标转速减去转速调整值的差值为本周期的所述目标转速。

其中，基于所述转速控制所述发电机先后通过周期性固定降转矩方式和比例积分方式降低转矩，包括：

确定到发电机转速高于预设的脱网转速时，通过周期性固定降转矩方式控制所述发电机降低转矩；

确定到发电机转速低于预设的脱网转速时，通过比例积分方式控制所述发电机降低转矩至零。

其中，所述通过周期性固定降转矩方式控制所述发电机降低转矩，包括：

确定转矩控制系数；