新疆大学;金风科技股份有限公司王维庆获国家专利权
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龙图腾网获悉新疆大学;金风科技股份有限公司申请的专利一种风电机组的变桨协调优化控制系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118775142B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410839397.7,技术领域涉及:F03D7/00;该发明授权一种风电机组的变桨协调优化控制系统是由王维庆;李笑竹;郑吉荣;何山;程静;袁至;刘泽奇设计研发完成,并于2024-06-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种风电机组的变桨协调优化控制系统在说明书摘要公布了:本发明涉及风电机组控制技术领域,具体为一种风电机组的变桨协调优化控制系统,本发明通过监测分析分别得到目标风电机组对应当前监测时段的风况值、机组运康值、变桨状态评估值,进而对目标风电机组对应当前监测时段的变桨桨距角设置的合理性、机组的运行状态、变桨控制系统本身运行状态进行分析,从一方面来说通过实时监测风况的变化来实现动态调整风电机组的变桨角度,以适应不断变化的自然环境条件、优化风电机组的输出功率,从而提高风电机组的运行效率和安全性,从另一方面来说能够及时发现风电机组可能存在的故障或异常,以及变桨控制系统的性能和稳定性,能够采取相应的措施进行修复或预防,确保正常运行。
本发明授权一种风电机组的变桨协调优化控制系统在权利要求书中公布了:1.一种风电机组的变桨协调优化控制系统,其特征在于,包括: 风况监测分析模块,用于对目标风电机组对应当前监测时段的风况进行监测,得到目标风电机组对应当前监测时段的风况参数,并由此对目标风电机组对应当前监测时段的风况值进行分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的风况值; 所述对目标风电机组对应当前监测时段的风况值进行分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的风况值,具体分析方式为: 从目标风电机组对应当前监测时段风速数据集合中提取目标风电机组各检测点对应当前监测时段中各监测时间点的风速,将目标风电机组各检测点对应当前监测时段中各监测时间点的风速中各监测时间点的风速按照从大到小的顺序依次进行排列,得到目标风电机组各检测点对应当前监测时段的风速序列,并从中筛选出目标风电机组各检测点对应当前监测时段的最大风速、最小风速、众数风速、中位风速,将其分别标记为FVimax、FVimin、FVimod、FVimed,i表示为各检测点的编号,i=1,2,...,n,n表示为各检测点的编号的总数; 通过计算得到目标风电机组各检测点对应当前监测时段的风速均匀值FJi; 将目标风电机组各检测点对应当前监测时段中各监测时间点的风速中各检测点的风速按照从大到小的顺序进行排列,得到目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的风速序列,并从目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的风速序列中提取目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的最大风速、最小风速、众数风速、中位风速的数值,将其分别标记为fvjmax、fvjmin、fvjmod、fvjmed,j表示为各监测时间点的编号,j=1,2,...,m,m表示为各监测时间点的编号的总数; 通过计算得到目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的风速均匀值FYj; 依据公式计算出目标风电机组对应当前监测时段的风变值FB,e表示为自然常数,a9、a10分别表示为各检测点对应当前监测时段的风速均匀值、当前监测时段中各监测时间点的风速均匀值对应的权重因子; 从目标风电机组对应当前监测时段风向偏差角数据集合中提取目标风电机组对应当前监测时段各监测时间点的风向偏差角,将其标记为,同时进行均值计算,得到目标风电机组对应当前监测时段的风向偏差角均值,依据公式计算得到目标风电机组对应当前监测时段的风向偏差角标准差; 依据公式计算出目标风电机组对应当前监测时段的风况值FK,b1、b2分别表示设定的比例因子; 机组运行监测分析模块,用于对目标风电机组对应当前监测时段的机组运行状态进行监测,得到目标风电机组对应当前监测时段的机组运行状态参数,并由此对目标风电机组对应当前监测时段的机组运康值进行分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的机组运康值; 所述对目标风电机组对应当前监测时段的机组运行状态进行监测,得到目标风电机组对应当前监测时段的机组运行状态参数,并由此对目标风电机组对应当前监测时段的机组运康值进行分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的机组运康值,具体过程步骤为: 采集目标风电机组对应当前监测时段各监测时间点的叶轮转速、发电机转速、机舱振动幅值,并分别设置叶轮转速、发电机转速、机舱振动幅值的越线阈值YX1、YX2、YX3,并将目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的叶轮转速、发电机转速、机舱振动幅值与预设的叶轮转速、发电机转速、机舱振动幅值的越线阈值YX1、YX2、YX3进行比较分析; 当目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的叶轮转速小于等于预设的叶轮转速,则将该监测时间点叶轮转速赋值为S1,当目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的叶轮转速大于预设的叶轮转速,则将该监测时间点叶轮转速赋值为S2,其中S1>S2; 由此统计得到目标风电机组对应当前监测时段中叶轮转速赋值为S1的监测时间点数量和叶轮转速赋值为S2的监测时间点数量,将其分别标记为A1、A2; 当目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的发电机转速小于等于预设的发电机转速,则将该监测时间点发电机转速赋值为X1,当目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的发电机转速大于预设的发电机转速,则将该监测时间点发电机转速赋值为X2,其中X1>X2; 由此统计得到目标风电机组对应当前监测时段中发电机转速赋值为X1的监测时间点数量和发电机转速赋值为X2的监测时间点数量,将其分别标记为B1、B2; 当目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的机舱振动幅值小于等于预设的机舱振动幅值,则将该监测时间点机舱振动幅值赋值为Y1,当目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的机舱振动幅值大于预设的机舱振动幅值,则将该监测时间点机舱振动幅值赋值为Y2,其中Y1>Y2; 由此统计得到目标风电机组对应当前监测时段中机舱振动幅值赋值为Y1的监测时间点数量和机舱振动幅值赋值为Y2的监测时间点数量,将其分别标记为C1、C2; 由此通过计算分别得到目标风电机组对应当前监测时段的叶轮速康值VK1、发电机速康值VK2、机舱振康值ZK; 获取目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的机组各部件温度,将其标记为WDjk,k表示为各部件的编号,k=1,2,...,l,l表示为各部件编号的总数,通过分析得到目标风电机组对应当前监测时段的温康值WK; 依据公式计算出目标风电机组对应当前监测时段的机组运康值YK,f1、f2、f3、f4分别表示设定的系数因子; 变桨运行监测分析模块,用于对目标风电机组对应当前监测时段的变桨运行状态进行监测,得到目标风电机组对应当前监测时段的变桨运行状态参数,并由此对目标风电机组对应当前监测时段的变桨状态评估值进行分析,得到目标风电机组对应的变桨状态评估值; 所述对目标风电机组对应当前监测时段的变桨运行状态进行监测,得到目标风电机组对应当前监测时段的变桨运行状态参数,并由此对目标风电机组对应当前监测时段的变桨运行状态评估值进行分析,得到目标风电机组对应的变桨运行状态评估值,具体过程步骤为: 通过角度传感器对目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的实际桨距角进行监测,得到目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的实际桨距角; 将目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点为横坐标,目标风电机组对应当前监测时段中各监测时间点的实际桨距角为纵坐标,分别将其绘制在二维动态坐标系中,得到目标风电机组对应当前监测时段的实际桨距角波动图; 通过获取目标风电机组对应当前监测时段中相邻两个监测时间点的实际桨距角,并由此进行作差分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的各实际桨距角波动差值; 设置实际桨距角波动差值的对比阈值Yu,并将目标风电机组对应当前监测时段的各实际桨距角波动差值与预设的实际桨距角波动差值的对比阈值Yu进行比较分析; 当目标风电机组对应当前监测时段的各实际桨距角波动差值大于预设的实际桨距角波动差值的对比阈值Yu,则生成桨距角异常波动信号,反之,则生成桨距角正常波动信号,由此统计得到目标风电机组对应当前监测时段的桨距角异常波动信号数量和桨距角正常波动信号数量,通过计算得到目标风电机组对应当前监测时段的变桨稳定值JW; 从数据库中获取目标风电机组对应当前监测时段中各次发出变桨控制指令的时间点和实际桨距角发生变化的时间点,将其进行作差分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的各次变桨响应时长,记为Tf,f表示为各次的编号,f=1,2,...,g,g表示为各次编号的总数; 依据公式计算出目标风电机组对应当前监测时段的变桨状态评估值JP,T0表示为设定的参考变桨响应时长,d1、d2分别表示为设定的评估因子; 协调优化控制分析模块,用于基于目标风电机组对应当前监测时段的风况值、机组运康值、变桨状态评估值,对目标风电机组对应当前监测时段的变桨协调优化控制参数进行分析,得到目标风电机组对应当前监测时段的变桨协调优化控制参数; 执行终端,基于目标风电机组对应当前监测时段的变桨协调优化控制参数执行相应的操作; 数据库,用于存储目标风电机组对应当前监测时段中各次发出变桨控制指令的时间点和实际桨距角发生变化的时间点。
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