一種提高風力發電機組風能捕獲的控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及風力發電機組控制技術領域，具體涉及風力發電機組通過變槳控制來 實現提尚風力發電機組的風能捕獲。
【背景技術】
[0002] 隨著傳統能源的枯竭以及環境污染越來越嚴重，風能作為一種綠色無污染可再生 的新能源得到了各國政府的重視。因此風力發電技術得到了迅猛的發展，風力發電機組的 單機容量和葉輪直徑都在快速增大。隨著風力發電機組裝機容量的不斷增加，風電場的開 發正在向低風速和高原地區拓展。空氣密度隨著海拔的增高而降低，當風速達到額定風速 附近時由于空氣密度的降低，風力發電機組很難達到額定功率，因此在高海拔地區的風力 發電機組很容易出現失速現象。由于失速現象影響風力發電機組的風能利用效率，而降低 了風電場的發電量，降低了風電場的經濟效益。而且傳統的風力發電機組運行在恒轉速階 段時，槳距角是恒定不變的，只有在達到額定功率以后才進行變槳動作，這樣風力發電機組 在恒速段的風能利用效率也不是最優的，也會對風力發電機組的發電了產生影響。
【發明內容】
[0003]為了克服已有風力發電機組控制方式的存在失速現象、在恒速段的風能利用效率 較低、風能捕獲效率較低的不足，本發明提供了一種有效避免出現在失速現象、恒速段的風 能利用效率$父尚、風能捕獲效率$父尚的提尚風力發電機組風能捕獲的控制方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0005]-種提高風力發電機組風能捕獲的控制方法，所述控制方法包括如下步驟：
[0006] 1)對風力發電機組理論模型進行分析，得到不同槳距角下風力發電機組的理論 cp-入曲線，Cp為功率系數，A為葉尖速比；
[0007] 2)對風力發電機組的理論(；_人曲線簇進行分析，得到不同風速下或者不同功率 下使得風力發電機組理論Cp_A最大的槳距角；
[0008] 3)在風力發電機組運行的過程中，通過所測得風速或者功率控制風力發電機組的 槳距角，實現風力發電機組風能捕獲的最優。
[0009]進一步，所述步驟1)中，葉尖速比A的定義為葉尖線速度和風速的比值，即
【主權項】
1. 一種提高風力發電機組風能捕獲的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下 步驟： 1) 對風力發電機組理論模型進行分析，得到不同槳距角下風力發電機組的理論Cp-λ 曲線，Cp為功率系數，λ為葉尖速比； 2) 對風力發電機組的理論Cp-λ曲線簇進行分析，得到不同風速下或者不同功率下使 得風力發電機組理論C p-λ最大的槳距角； 3) 在風力發電機組運行的過程中，通過所測得風速或者功率控制風力發電機組的槳距 角，實現風力發電機組風能捕獲的最優。
2. 如權利要求1所述的一種提高風力發電機組風能捕獲的控制方法，其特征在于：所 述步驟1)中，葉尖速比λ的定義為葉尖線速度和風速的比值，即λ = $，ω為葉輪轉速， r為葉輪半徑，V為風速，在固定風速V下，葉尖速比λ與葉輪轉速ω成線性變化，根據葉 素動量理論，計算出在固定風速、固定槳距角和固定轉速條件下葉輪捕獲的功率Ρ，根據功 率系數Cp的定義Cp 計算得到功率系數Cp，ρ為空氣密度，S為葉輪掃風面積，得到 不同槳距角下風力發電機組的理論Cp-λ曲線。
3. 如權利要求2所述的一種提高風力發電機組風能捕獲的控制方法，其特征在于：所 述步驟2)中，根據步驟1)中所得到Cp-X曲線簇，為了使風力發電機組的風能效率最高， 要求每個葉尖速比所對應的功率系數C p最大，得到不同葉尖速比λ所對應的能使功率系 數Cp最大的槳距角； 在恒速段風力發電機組的轉速是恒定的，根據葉尖速比的定義得到不同風速或功率所 對應的使功率系數(;最大的槳距角。
【專利摘要】一種提高風力發電機組風能捕獲的控制方法，所述控制方法包括如下步驟：1)對風力發電機組理論模型進行分析，得到不同槳距角下風力發電機組的理論Cp-λ曲線；2)對風力發電機組的理論Cp-λ曲線簇進行分析，得到不同風速下或者不同功率下使得風力發電機組理論Cp-λ最大的槳距角；3)在風力發電機組運行的過程中，通過所測得風速或者功率控制風力發電機組的槳距角，實現風力發電機組風能捕獲的最優。本發明提供了一種有效避免出現在失速現象、恒速段的風能利用效率較高、風能捕獲效率較高的提高風力發電機組風能捕獲的控制方法。
【IPC分類】F03D7-00
【公開號】CN104879273
【申請號】CN201510322844
【發明人】葉杭冶, 孫勇, 應有, 許國東
【申請人】浙江運達風電股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月12日