[发明专利]基于湍流识别的主动载荷控制方法

说明书

本发明提供一种基于湍流识别的主动载荷控制方法，包括如下步骤：获取有效风速时序；基于有效风速时序计算平均湍流强度和平均风速，获取湍流区间标志的值；基于湍流区间标志的值和风速时序确定主动控制下的主动控制额定转速、主动控制额定转矩、主动控制额定功率和主动控制标志的值；启动主动控制模式后，根据主动控制额定转速、主动控制额定转矩和主动控制额定功率调整机组运行状态。通过实时计算风速湍流和平均风速，并根据常规设计下叶根和轮毂中心挥舞方向极限载荷敏感区，在不同湍流和不同风区下，引入湍流模态、转速和转矩调节系数，有效降低极端湍流工况下叶根和轮毂中心挥舞方向极限载荷，保证机组关键部件受载安全。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种基于湍流识别的主动载荷控制方法。

背景技术

伴随着风电行业朝平价上网的过渡，为降低整机度电成本，大兆瓦、长叶片风电机组成为了中国风电的主流，带来的是对机组设计安全性和可靠性的更高要求和挑战。

另外，国内主流整机厂新机型开发基本按照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(如极端湍流风)的极限载荷成为了机组设计瓶颈，主要表现在成本受限的情况下，风电机组某些关部件的极限承载能力不能满足要求。

长叶片机组在极端湍流工况下，若按照常规控制方式，在某些特定风速段易出现叶根和轮毂中心挥舞方向极限载荷，对机组安全性和可靠性造成影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于湍流识别的主动载荷控制方法，在不增加传感器成本的基础上，降低长叶片风电机组在极端湍流工况下叶根和轮毂中心挥舞方向极限载荷，使得机组关键部件载荷满足安全性要求。

为现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：本发明提供一种基于湍流识别的主动载荷控制方法，包括如下步骤：

获取有效风速时序；

基于有效风速时序计算平均湍流强度和平均风速，获取湍流区间标志的值；

基于湍流区间标志的值和风速时序确定主动控制下的主动控制额定转速、主动控制额定转矩、主动控制额定功率和主动控制标志的值；

启动主动控制模式后，根据主动控制额定转速、主动控制额定转矩和主动控制额定功率调整机组运行状态。

进一步，所述基于湍流区间标志的值和风速时序确定主动控制下的主动控制额定转速、主动控制额定转矩、主动控制额定功率和主动控制标志的值，还包括根据主动控制标志的值判断是否启动主动控制模式和/或是否保持主动模式，并记录主动控制启动时间。

进一步，所述启动主动控制模式后，根据主动控制额定转速、主动控制额定转矩和主动控制额定功率调整机组运行状态；还包括，将变桨和转矩目标转速调整为主动控制额定转速、额定转矩调整为主动控制额定转矩、额定功率调整为主动控制额定功率。

进一步，所述基于有效风速时序计算平均湍流强度和平均风速，获取湍流区间标志的值，包括：

计算预设时间段内的平均湍流强度和预设时间段内的平均风速：

其中V_i为风速时序；n为风速点数；Tura为实时湍流；V_a为平均风速；

TurNTM＝IrefIEC*(0.75*V_a+b)

其中TurNTM为正常湍流；TurETM为极端湍流；IrefIEC为IEC标准参考湍流；b＝5.6m/s；c＝2m/s；

湍流区间标志为FlagTur：