專利名稱：降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制技術(shù)，尤其涉及一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處的海洋環(huán)境不同，其所受的載荷也不同。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷除陸地風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷來(lái)源，如慣性、重力載荷、空氣動(dòng)力載荷和運(yùn)行載荷，其中空氣動(dòng)力載荷是主要載荷外，還包括水流載荷、海冰載荷、船舶沖擊載荷，其中水流載荷包括海流載荷、波浪載荷和潮汐載荷。因此海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處的載荷具有很大的不確定性。隨機(jī)的非線性風(fēng)載荷和波浪載荷等都將給海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全控制提出較大挑戰(zhàn)。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)包括待風(fēng)狀態(tài)、故障狀態(tài)、發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)、低溫切出和大風(fēng)切出狀態(tài)等?，F(xiàn)有技術(shù)中，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組只在發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，其他狀態(tài)下，風(fēng)輪都處于靜止?fàn)顟B(tài)。但對(duì)于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，即使風(fēng)輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組依然會(huì)受到海上水流載荷等的影響。此時(shí)機(jī)組的阻尼較小，只有結(jié)構(gòu)阻尼。長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)增加塔架和基礎(chǔ)的疲勞磨損，影響機(jī)組壽命和安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法和系統(tǒng)，可以降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。一方面提供了一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法，包括測(cè)量風(fēng)速值；根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值；測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值； 根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值,確定轉(zhuǎn)速偏差；根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上。另一方面提供了一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的系統(tǒng)，包括風(fēng)速測(cè)量模塊，用于測(cè)量風(fēng)速值；第一確定模塊,用于根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊，用于測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值；第二確定模塊，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值，確定轉(zhuǎn)速偏差；第三確定模塊，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)減小變漿角度，使得風(fēng)輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上，由于減小變漿角度可以增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，而風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的微小增加，就可以增加機(jī)組的氣動(dòng)阻尼，減小水流載荷對(duì)機(jī)組的影響，可以有效降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖Ia為本發(fā)明主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)一框圖；圖Ib為本發(fā)明主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)另一框圖；
圖2為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法一實(shí)施例的流程圖；圖3為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法另一實(shí)施例的流程圖；圖4為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的效果仿真圖；圖5為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的系統(tǒng)另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案可以應(yīng)用于降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷。更具體的，本發(fā)明應(yīng)用于降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)一般包括待風(fēng)狀態(tài)、故障狀態(tài)、發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)、低溫切出和大風(fēng)切出狀態(tài)等?，F(xiàn)有技術(shù)中，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組除發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)外，其他狀態(tài)均使風(fēng)輪處于靜止?fàn)顟B(tài)(一般變槳至順槳位置的85 90度，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組很慢的旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn))。但對(duì)于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，即使風(fēng)輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仍會(huì)受到海上水流載荷等的影響。此時(shí)，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的阻尼較小，只有結(jié)構(gòu)阻尼。長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)增加塔架和基礎(chǔ)的疲勞磨損，影響海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的壽命和安全。為了減小海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組受到海上水流載荷的影響，可以通過(guò)減小變槳角度，使得風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速得到一定的提升。風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的微小增加就可以增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣動(dòng)阻尼。通過(guò)使風(fēng)輪做低速旋轉(zhuǎn)，來(lái)增加海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣動(dòng)阻尼。圖Ia為本發(fā)明主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)一框圖。如圖Ia所示，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)包括主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、主控制器、變槳執(zhí)行系統(tǒng)等。其中，主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)為本發(fā)明的重點(diǎn)，主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下的變槳控制。本發(fā)明所指的非發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，包括待風(fēng)狀態(tài)、低溫切出、大風(fēng)切出狀態(tài)和可以不必停止葉輪旋轉(zhuǎn)的故障狀態(tài)等，并不包括那些例如更換葉片或工人進(jìn)入輪轂內(nèi)等必須使葉輪靜止的故障或檢修狀態(tài)。主控制器用于控制主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的變槳速率給定值發(fā)送給變槳執(zhí)行系統(tǒng)。變槳執(zhí)行系統(tǒng)用于根據(jù)接收到的變槳速率給定值控制葉片變槳。其中，所述主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)包括風(fēng)速測(cè)量單元U、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量單元12、主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)速給定計(jì)算單元13、加法器14、陷頻濾波單元15、PI控制器16、限幅單元17 ；其中，風(fēng)速測(cè)量單元11用于測(cè)量風(fēng)速的大??；主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)速給定計(jì)算單元13用于根據(jù)所述風(fēng)速的大小計(jì)算得出主動(dòng)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量單元12用于測(cè)量當(dāng)前發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；加法器14用于獲得所述主動(dòng)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定與所述當(dāng)前發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速偏差；陷頻濾波單元15用于對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行陷頻濾波處理；PI控制器16用于根據(jù)經(jīng)過(guò)陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到PI控制后的速率值；限幅單元17用于對(duì)所述PI控制后的速率值進(jìn)行限幅，得到第一變槳速率給定值。可選的，如圖Ib所示的本發(fā)明主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)另一框圖，該主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)在圖Ia的基礎(chǔ)上得到，所述主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)還包括塔架阻尼控制器18、振動(dòng)加速度測(cè)量單元19、加法器20、限幅單元21 ； 其中，塔架阻尼控制器18包括振動(dòng)測(cè)量單元181、陷頻濾波單元182、積分器183、阻尼控制器184 ；其中，振動(dòng)加速度測(cè)量單元19用于測(cè)得海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組左右方向振動(dòng)加速度值；振動(dòng)測(cè)量單元181用于獲取所述振動(dòng)加速度值；積分器183用于將測(cè)量的所述振動(dòng)加速度信號(hào)通過(guò)積分轉(zhuǎn)換為振動(dòng)速度值；阻尼控制器184用于對(duì)所述振動(dòng)速度值進(jìn)行阻尼處理，得到第二變槳速率給定值；加法器20用于根據(jù)所述第一變槳速率給定值和所述第二變槳速率給定值，確定速率和值；限幅單元21用于對(duì)所述速率和值進(jìn)行限幅，得到第三變槳速率給定值，使得風(fēng)輪穩(wěn)定在所述第三變槳速率給定值上。可選的，可以在塔架阻尼控制器中使用陷頻濾波單元182，陷頻濾波單元182用于在所述振動(dòng)加速度值由積分器183進(jìn)行積分之前，對(duì)所述振動(dòng)加速度值進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的加速度值；其中，所述陷頻濾波單元182用于限制葉片穿越頻率等。圖Ia給出的主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)減小變漿角度，使得風(fēng)輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上，通過(guò)在圖Ia的基礎(chǔ)上新增加塔架阻尼控制器，得到的圖lb，可以調(diào)整海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的有效阻尼的大小，減小海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)。由于減小變漿角度可以增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，而風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的微小增加，就可以增加機(jī)組的氣動(dòng)阻尼，減小水流載荷對(duì)機(jī)組的影響，可以有效降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。圖2為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法一實(shí)施例的流程圖。如圖2所示,本實(shí)施例的方法包括201 :測(cè)量風(fēng)速值；可選的，所述測(cè)量風(fēng)速值根據(jù)風(fēng)速測(cè)量單元測(cè)得。202 :根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值；其中，所述根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值是通過(guò)主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)速給定計(jì)算來(lái)確定。203 :測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值；
可選的，所述測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值可以根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量單元測(cè)得。204 :根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值,確定轉(zhuǎn)速偏差；其中，所述根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值，確定轉(zhuǎn)速偏差，具體為將所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的差值作為轉(zhuǎn)速偏差。205 :根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上。其中，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值為所述第一變槳速率給定值；其中，所述根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，包括
對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差；根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到所述第一變槳速率給定值。其中，所述根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到所述第一變槳速率給定值，包括根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到PI控制后的速率值；對(duì)所述PI控制后的速率值進(jìn)行限幅，得到第一變槳速率給定值。本實(shí)施例通過(guò)采用主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，主動(dòng)控制變槳調(diào)節(jié)，減小變槳角度，使得風(fēng)輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上，由于減小變漿角度可以增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，而風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的微小增加，就可以增加機(jī)組的氣動(dòng)阻尼，減小水流載荷對(duì)機(jī)組的影響，可以有效降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。圖3為本發(fā)明提供的降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法另一實(shí)施例的流程圖。該實(shí)施例基于上述實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。如圖3所示,本實(shí)施例的方法還包括其中，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值為第三變槳速率給定值，本實(shí)施例的方法還包括301 :測(cè)量振動(dòng)加速度值；可選的，所述測(cè)量振動(dòng)加速度值根據(jù)振動(dòng)加速度測(cè)量單元測(cè)得。302 :根據(jù)所述振動(dòng)加速度值，確定第二變槳速率給定值；其中，所述根據(jù)所述振動(dòng)加速度值，確定第二變槳速率給定值，包括對(duì)所述振動(dòng)加速度值進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的加速度值；根據(jù)所述陷頻濾波處理后的加速度值進(jìn)行積分處理，得到振動(dòng)速度值；對(duì)所述振動(dòng)速度值進(jìn)行阻尼處理，得到第二變槳速率給定值。其中，所述陷頻濾波器可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇是否使用，用于限制葉片穿越頻率。303 :根據(jù)所述第一變槳速率給定值和所述第二變槳速率給定值，確定速率和值；其中，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值和所述第二變槳速率給定值，確定速率和值，具體為將所述第一變槳速率給定值和所述第二變槳速率給定值求和，將和值作為速率和值。304 :對(duì)所述速率和值進(jìn)行限幅，得到第三變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在所述第三變槳速率給定值上。
本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，主動(dòng)控制變槳調(diào)節(jié)，減小變槳角度，同時(shí)采用塔架阻尼控制器可以調(diào)整機(jī)組的有效阻尼的大小，減小機(jī)組振動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)提升空轉(zhuǎn)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，來(lái)增加機(jī)組的氣動(dòng)阻尼，使得風(fēng)輪低速旋轉(zhuǎn)，能夠解決降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的問(wèn)題，可以有效降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。進(jìn)一步，下面將結(jié)合具體公式給出通過(guò)采用主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法。主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制在不同的水流載荷下的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速是不同的，如風(fēng)速小時(shí)，水流載荷也較小，則風(fēng)輪只需要以較慢的速度旋轉(zhuǎn)提供較小的氣動(dòng)阻尼，就可以抑制水流載荷對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組壽命的影響；風(fēng)速較大時(shí)，水流載荷也較大，則風(fēng)輪需要旋轉(zhuǎn)得快些提供較大的氣動(dòng)阻尼，來(lái)抑制水流載荷對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組壽命的影響。由于風(fēng)速的大小和水流的大小具有很大的相關(guān)性，由此本發(fā)明給出了通過(guò)測(cè)量風(fēng)速來(lái)估算主動(dòng)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速給定的方法?？蛇x的，202中所述根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值，具體包括根據(jù)公式(Or = f(v)，確定所述轉(zhuǎn)速給定值；其中，V為測(cè)量風(fēng)速，為所述轉(zhuǎn)速給定值，f(v)為預(yù)先設(shè)定的所述風(fēng)速和所述轉(zhuǎn)速成同相比例關(guān)系的函數(shù)；其中，f (V)為線性遞增函數(shù)。主動(dòng)空轉(zhuǎn)控制主要是通過(guò)調(diào)節(jié)變槳角度來(lái)使得風(fēng)輪轉(zhuǎn)速得到一定的提高，來(lái)實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)阻尼的增加，進(jìn)而減小水流載荷對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響。本發(fā)明給出了 PI控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，來(lái)提高氣動(dòng)阻尼。在PI控制器進(jìn)行處理之前，在反饋中串聯(lián)陷頻濾波器，以防止過(guò)度變槳?jiǎng)幼?，減小海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的振動(dòng)?？蛇x的，205中所述陷頻濾波處理，具體包括根據(jù)公式權(quán)利要求
1.一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法，其特征在于，包括 測(cè)量風(fēng)速值； 根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值； 測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值； 根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值，確定轉(zhuǎn)速偏差； 根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值為所述第一變槳速率給定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，包括 對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差； 根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到所述第一變槳速率給定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到所述第一變槳速率給定值，包括 根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到PI控制后的速率值； 對(duì)所述PI控制后的速率值進(jìn)行限幅，得到第一變槳速率給定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值為第三變槳速率給定值，所述方法還包括 測(cè)量振動(dòng)加速度值； 根據(jù)所述振動(dòng)加速度值，確定第二變槳速率給定值； 根據(jù)所述第一變槳速率給定值和所述第二變槳速率給定值，確定速率和值； 對(duì)所述速率和值進(jìn)行限幅，得到第三變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在所述第三變槳速率給定值上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述振動(dòng)加速度值，確定第二變槳速率給定值，包括 對(duì)所述振動(dòng)加速度值進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的加速度值； 根據(jù)所述陷頻濾波處理后的加速度值進(jìn)行積分處理，得到振動(dòng)速度值； 對(duì)所述振動(dòng)速度值進(jìn)行阻尼處理，得到第二變槳速率給定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值，具體包括 根據(jù)公式= f (V),確定所述轉(zhuǎn)速給定值； 其中，V為測(cè)量風(fēng)速，為所述轉(zhuǎn)速給定值，f(v)為預(yù)先設(shè)定的所述風(fēng)速和所述轉(zhuǎn)速成同相比例關(guān)系的函數(shù)； 其中，f(V)為線性遞增函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述陷頻濾波處理，具體包括 根據(jù)公式
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到PI控制后的速率值，具體包括 根據(jù)公式
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述振動(dòng)加速度值，確定第二變槳速率給定值，具體包括 對(duì);進(jìn)行積分，得到I 根據(jù)公式逆=得到第二變槳速率給定值； 其中，X為塔架的位移J為所述振動(dòng)加速度值，^為所述振動(dòng)速度值，F(xiàn)為外加力，@為槳距角為所述外加力對(duì)所述槳距角的偏微分，Dp為附加阻尼，其中，是反映
11.一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的系統(tǒng)，其特征在于，包括 風(fēng)速測(cè)量模塊，用于測(cè)量風(fēng)速值； 第一確定模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值； 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊，用于測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值； 第二確定模塊，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值，確定轉(zhuǎn)速偏差； 第三確定模塊，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值為所述第一變槳速率給定值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三確定模塊，包括 第一陷頻濾波單元，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差； 確定單元，用于根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差得到所述第一變槳速率給定值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述確定單元，包括 PI控制子單元，用于根據(jù)所述陷頻濾波處理后的轉(zhuǎn)速偏差，得到PI控制后的速率值； 限幅子單元，用于對(duì)所述PI控制后的速率值進(jìn)行限幅，得到第一變槳速率給定值。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值為第三變槳速率給定值，所述系統(tǒng)還包括 振動(dòng)加速度測(cè)量模塊，用于測(cè)量振動(dòng)加速度值； 第四確定模塊，用于根據(jù)所述振動(dòng)加速度值，確定第二變槳速率給定值。
第五確定模塊，用于根據(jù)所述第一變槳速率給定值和所述第二變槳速率給定值，確定速率和值； 限幅模塊，用于對(duì)所述速率和值進(jìn)行限幅，得到第三變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在所述第三變槳速率給定值上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，第四確定模塊包括 第二陷頻濾波單元，用于對(duì)所述振動(dòng)加速度值進(jìn)行陷頻濾波處理，得到陷頻濾波處理后的加速度值； 積分單元，用于根據(jù)所述陷頻濾波處理后的加速度值進(jìn)行積分處理，得到振動(dòng)速度值； 阻尼控制單元，用于對(duì)所述振動(dòng)速度值進(jìn)行阻尼處理，得到第二變槳速率給定值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷的方法和系統(tǒng)，其中方法包括測(cè)量風(fēng)速值；根據(jù)所述風(fēng)速值確定轉(zhuǎn)速給定值；測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值；根據(jù)所述轉(zhuǎn)速給定值和所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速值，確定轉(zhuǎn)速偏差；根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，確定第一變槳速率給定值，以便變槳執(zhí)行系統(tǒng)減小風(fēng)輪的變槳角度，使得減小變漿角度后的風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在根據(jù)所述第一變槳速率給定值確定的速率值上。本發(fā)明能夠解決降低海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非發(fā)電狀態(tài)下的載荷，延長(zhǎng)機(jī)組壽命。
文檔編號(hào)F03D7/00GK102966488SQ20121043453
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者楊明明, 何榮光, 蔡旋, 陳曦, 蔣偉 申請(qǐng)人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司