[发明专利]风力发电机组的等效风速确定方法和设备

说明书

本发明提供一种风力发电机组的等效风速确定方法和设备，所述等效风速确定方法包括：获取风力发电机组的运行参数值；根据所述运行参数值以及风力发电机组的数字等效模型来确定风力作用于风力发电机组的外载参数值；根据所述运行参数值、所述外载参数值以及风力发电机组的气动模型确定等效风速。本发明通过可被测量的运行参数值以及风力发电机组不同类型的数字化模型可准确地确定叶轮面的等效风速，该等效风速可应用于风力发电机组的各种控制场景中，可丰富风力发电机组的控制策略，提升风力发电机组的控制水平。

技术领域

本发明涉及风速确定的技术领域。更具体地讲，涉及一种风力发电机组的等效风速确定方法和设备。

背景技术

现阶段风力发电机组的风速的测量大都依靠安装在风力发电机组机舱外的测风设备，而测风设备常规的都是安装在机舱尾部，容易受到尾流的影响，导致风速难以得到准确地测量。另外，上述方法测量得到的风速也只是叶轮平面某一个点的风速，并不能代表整个叶轮平面风的特性。风速作为风力发电场最重要的环境参数，由于测量得不够准确，难以直接参与控制，制约着先进的控制技术的发展和应用。

此外，测风设备因受到环境因素的影响，可靠性差，并且通常只能测量叶轮平面某一个点的风速，该风速无法代表整个叶轮平面风的特性，很难直接应用于风力发电机组的控制。

因此，现有的测量方法获得的风力发电机组的风速不够准确，难以应用于风力发电机组的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组的等效风速确定方法和设备，以解决现有的测量方法获得的风力发电机组的风速不够准确的问题。

本发明的一方面提供一种风力发电机组的等效风速确定方法，所述确定方法包括：获取风力发电机组的运行参数值；根据所述运行参数值以及风力发电机组的数字等效模型来确定风力作用于风力发电机组的外载参数值，其中，所述数字等效模型指示所述运行参数值与所述外载参数值之间的对应关系；根据所述运行参数值、所述外载参数值以及风力发电机组的气动模型确定等效风速，其中，所述气动模型指示所述运行参数值以及所述等效风速与所述外载参数值之间的对应关系。

可选地，所述确定等效风速的步骤包括：根据所述运行参数值、所述外载参数值以及风力发电机组的气动模型，通过迭代求解得到所述等效风速。

可选地，所述通过迭代求解得到所述等效风速的步骤包括：根据预设的等效风速、所述运行参数值以及所述气动模型估计外载参数值；当估计的外载参数值与确定的外载参数值之间的差值不小于预定阈值时，更新预设的等效风速，并重新估计外载参数值；当估计的外载参数值与确定的外载参数值之间的差值小于所述预定阈值时，将当前预设的等效风速作为迭代求解得到的等效风速，并结束所述迭代求解。

可选地，初始的预设的等效风速为风力发电机组的风速仪检测到的风速或者根据叶轮转速、叶片桨距角以及塔顶速度确定的风速；和/或，更新预设的等效风速的步骤包括：根据所述差值确定风速变化值，将更新前的预设的等效风速与所述风速变化值的和作为更新后的预设的等效风速。

可选地，所述运行参数值包括塔顶速度、叶轮转速以及叶片桨距角，其中，所述气动模型指示所述等效风速、所述运行参数值中的塔顶速度、叶轮转速以及叶片桨距角与所述外载参数值之间的对应关系。

可选地，所述气动模型包括第一子气动模型和第二子气动模型，其中，第一子气动模型指示叶尖速比以及叶片桨距角与所述外载参数系数之间的对应关系，第二子气动模型指示所述外载参数系数和相对风速与所述外载参数值之间的对应关系；其中，所述相对风速根据所述等效风速和所述塔顶速度确定，所述叶尖速比根据所述相对风速和所述叶轮转速确定。

可选地，所述外载参数值为气动推力值，所述运行参数值还包括塔顶加速度和塔顶位移，其中，所述数字等效模型指示所述运行参数值中的塔顶加速度、塔顶速度以及塔顶位移与所述外载参数值之间的对应关系。