[发明专利]一种无风速仪的水平轴风力机变速控制方法

说明书

本发明公开了一种无风速仪的水平轴风力机变速控制方法：步骤1、监测风力机功率P；步骤2、当发电机功率增大时，判断发电机功率是否达到额定功率，若发电机功率还未达到额定功率，则进入步骤3；步骤3、逐渐提高发电机转速，追寻最佳叶尖速比λopt并记录发电机转速调节过程中最大功率值所对应的发电机转速，将发电机调节至该转速下工作。当发电机功率减小时，判断初始发电机功率是不是额定功率，若初始发电机功率不是额定功率，则，逐渐降低发电机转速，追寻最佳叶尖速比λopt并记录发电机转速调节过程中最大功率值所对应的发电机转速，将发电机调节至该转速下工作。降低风力机制造成本，提高风能利用效率。

技术领域

本发明涉及一种无风速仪的水平轴风力机变速控制方法。

背景技术

风力机是将风能转化为机械能再转化为电能的装置，主要由叶片、轮毂、传动系统、机舱、塔筒、偏航系统、变桨变速系统、风向标以及风速仪等组成，其中，风向标和风速仪分别用来监测风向和风速值，其工作性能直接影响风力机的风能转化效率。而风速仪一般安装在机舱尾部，工作时会受到叶轮气流干扰，降低风速值监测精度，针对该问题，部分风电场采用激光测风仪测量叶轮前方风速，测量精度较高，但是成本非常高，与风力发电产业亟需降低度电成本的需求相违背。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种无风速仪的水平轴风力机变速控制方法，不仅降低了风力机制造成本，还使风力机具有了对风速变化的感知能力，最终提高风能利用效率，可进行大范围的推广和普及引用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种无风速仪的水平轴风力机变速控制方法，包括如下步骤：

步骤1、监测风力机功率P，其中：

风力机功率式中，Cp为风力机风能利用系数，ρ为空气密度，A为风轮扫风面积，V为入流风速；

步骤2、当发电机功率增大时，判断发电机功率是否达到额定功率，若发电机功率还未达到额定功率，则进入步骤3；

步骤3、逐渐提高发电机转速，追寻最佳叶尖速比λopt并记录发电机转速调节过程中最大功率值所对应的发电机转速，将发电机调节至该转速下工作。

优选，当发电机功率减小时，判断初始发电机功率是不是额定功率，若初始发电机功率不是额定功率，则，逐渐降低发电机转速，追寻最佳叶尖速比λopt并记录发电机转速调节过程中最大功率值所对应的发电机转速，将发电机调节至该转速下工作。

优选，步骤2中，若发电机功率已达到额定功率，则保持风力机在额定转速下运行，当发电机功率进一步增大时，启动变桨控制系统，调节叶片桨距角，维持风力机输出额定功率。

优选，步骤3中，若在逐渐提高发电机转速过程中，发电机功率达到额定功率，则保持风力机在额定转速下运行，当发电机功率进一步增大时，启动变桨控制系统，调节叶片桨距角，维持风力机输出额定功率。

优选，当发电机功率减小时，若初始发电机功率是额定功率，则，先通过变桨控制系统维持风力机输出额定功率，若功率仍进一步下降，则启动变速系统逐渐降低发电机转速。