[发明专利]风电机组及控制方法

权利要求书

1.一种风电机组，其特征在于，包括：

第一叶片组，其为三叶片结构并固定安装在风力发电机转子一端；

第二叶片组，其为三叶片结构并固定安装在所述风力发电机转子的另一端；

独立变桨控制单元，其根据风速变化和/或所述风力发电机的功率波动范围分别对所述第一叶片组和/或第二叶片组进行独立变桨调节。

2.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于，还包括：

主控单元，其与所述独立变桨控制单元通信连接，用于获取来自所述独立变桨控制单元的每个叶片组的每只叶片的位置信息，并根据风速变化和/或所述风力发电机的功率波动范围数据向所述独立变桨控制单元发送变桨指令。

3.根据权利要求2所述的风电机组，其特征在于，所述独立变桨控制单元包括：

位置编码器，其用于向所述主控单元实时反馈变桨距的位置信息；

变桨电机，其通过齿轮带动所述叶片转动，执行桨距角的调整；

变桨控制器，其接收来自所述主控单元的所述变桨指令，并控制所述变桨电机运行。

4.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于，根据所述第一叶片组和第二叶片组的驱动转矩相对于所述风力发电机电磁转矩的差值变化对所述叶片的桨距角进行实时调整；所述风力发电机的运动方程为：

其中，T_L1、T_L2为第一叶片组和第二叶片组分别提供的驱动转矩；T_e为所述风力发电机电磁转矩；J为所述发电机转子的转动惯量；Ω为旋转阻力系数；R_Ω为转子机械角速度。

5.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于，所述根据风速变化分别对所述第一叶片组和/或第二叶片组进行独立变桨调节包括三种工作模式：

第一工作模式：当所述风速小于第一预设值n_N1时，所述第一叶片组和第二叶片组同时工作，且均成最大迎风角度；

第二工作模式：当所述风速大于第一预设值n_N1且小于第二预设值n_N2时，所述第一叶片组工作且成最大迎风角度，所述第二叶片组根据风速情况变桨距成一定角度或顺桨停机；

第三工作模式：当所述风速大于第二预设值n_N2时，所述第一叶片组和第二叶片组同时顺桨停机。

6.根据权利要求5所述的风电机组，其特征在于，所述根据风力发电机的功率波动范围分别对所述第一叶片组和/或第二叶片组进行独立变桨调节具体为：

在所述第二工作模式下，通过计算所述发电机的功率波动范围△P，实时判断所述△P是否大于波动限制阈值；

当所述△P大于波动限制阈值，依次对所述第一叶片组和第二叶片组进行变桨调节直至所述△P小于等于所述波动限制阈值；如果对所述第一叶片组和第二叶片组依次进行变桨调节后，所述△P仍大于波动限制阈值，则将所述第一叶片组和第二叶片组同时顺桨停机。

7.根据权利要求1所述的风电机组，其特征在于，所述第一叶片组的三只叶片和第二叶片组的三只叶片按照空间间隔60°分布。

8.一种风电机组控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在风力发电机的转子两端分别设置第一叶片组和第二叶片组；

根据风速变化和/或所述风力发电机的功率波动范围分别对所述第一叶片组和/或第二叶片组进行独立变桨调节。

9.根据权利要求8所述的风电机组控制方法，其特征在于，通过实时获取每个叶片组的每只叶片的位置信息，根据风速变化和所述风力发电机的功率波动范围对所述第一叶片组和/或第二叶片组进行独立变桨调节。