一种用于风力发电机组的控制方法及系统与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种用于风力发电机组的控制方法及系统。


背景技术：

2.能源是社会经济和人类生活的主要物质基础，是社会发展的动力。然而，作为世界能源主要支柱的石油、煤炭、天然气等不可再生的能源的储量日趋减少，随着技术的发展，可再生能源的关注和利用程度日益增加，其中，风力发电是一种已经发展相对成熟的能源技术，随着风力发电机组规模的逐渐扩大和机组安全保护的日趋完善，风力发电机组的运行的发电性能，即，提高风力发电机的发电量和可利用率，受到了越来越多的重视。但是风力发电要求有较强的环境适应能力，因此如何充分利用风能，获取最大能源和经济效益，成为风力发电机组的主控系统必须面临的问题。
3.当前的风力发电机组都是提前设置好风力发电机的工作状态参数，但是在一些特殊的季风气候，风速是随时变化的，导致风力发电机叶片和风力发电机无法使风力发电机组维持在最佳的工作状态，也就无法输出最佳的发电功率，当风速较大，而风力发电机的转速较小时，会降低风力发电机组的发电效率，当风速较小，而风力发电机的转速较大时，则会降低风力发电机的使用寿命。
4.因此，如何提供一种可以对风力发电机组进行有效控制的方法及系统，是目前有待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种用于风力发电机组的控制方法及系统，用以解决现有技术中风力发电机组无法根据风速对风力发电机组的工作状态参数进行调节，无法保证风力发电机组的最佳发电效率和发电量，无法延长风力发电机使用寿命的技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供了一种用于风力发电机组的控制方法，所述方法包括：
7.实时采集风力发电机组所处位置的风速信号；
8.根据所述风速信号与预设风速信号之间的关系判断所述风力发电机组的运行环境，
9.当所述风速信号小于或等于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于低风速运行环境，并获取低风速运行环境下所述风力发电机组的第一发电功率；
10.当所述风速信号大于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于高风速运行环境，并获取高风速运行环境下所述风力发电机组的第二发电功率；
11.根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令，根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令；
12.根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述风力发电机组进行控制。
13.在其中一个实施例中，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令之前，还包括：
14.根据所述第一发电功率与预设第一发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第一控制指令，
15.若所述第一发电功率大于或等于所述预设第一发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第一控制指令；
16.若所述第一发电功率小于所述预设第一发电功率，则根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令。
17.在其中一个实施例中，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令时，包括：
18.获取所述第一发电功率a和所述预设第一发电功率a；
19.根据所述第一发电功率a与所述预设第一发电功率a之间的发电功率差值a-a设定风力发电机的第一转速，
20.预设发电功率差值矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中，b1为第一预设发电功率差值，b2为第二预设发电功率差值，b3为第三预设发电功率差值，b4为第四预设发电功率差值，且b1＜b2＜b3＜b4；
21.预设风力发电机的第一转速矩阵c，设定c(c1，c2，c3，c4，c5)，其中，c1为第一预设第一转速，c2为第二预设第一转速，c3为第三预设第一转速，c4为第四预设第一转速，c5为第五预设第一转速，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；
22.根据所述发电功率差值a-a与各预设发电功率差值之间的关系设定所述风力发电机的第一转速：
23.当a-a＜b1时，选定所述第一预设第一转速c1作为所述风力发电机的第一转速；
24.当b1≤a-a＜b2时，选定所述第二预设第一转速c2作为所述风力发电机的第一转速；
25.当b2≤a-a＜b3时，选定所述第三预设第一转速c3作为所述风力发电机的第一转速；
26.当b3≤a-a＜b4时，选定所述第四预设第一转速c4作为所述风力发电机的第一转速；
27.当b4≤a-a时，选定所述第五预设第一转速c5作为所述风力发电机的第一转速。
28.在其中一个实施例中，在根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令时，包括：
29.根据所述第二发电功率与预设第二发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第二控制指令，
30.若所述第二发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第二控制指令；
31.若所述第二发电功率小于所述预设第二发电功率，则根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度。
32.在其中一个实施例中，在根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度时，包括：
33.获取所述风速信号d，根据所述风速信号d设定所述风力发电机的叶片长度，
34.预设风速信号矩阵e，设定e(e1，e2，e3，e4)，其中，e1为第一预设风速信号，e2为第二预设风速信号，e3为第三预设风速信号，e4为第四预设风速信号，且e1＜e2＜e3＜e4；
35.预设风力发电机的叶片长度矩阵f，设定f(f1，f2，f3，f4，f5)，其中，f1为第一预设叶片长度，f2为第二预设叶片长度，f3为第三预设叶片长度，f4为第四预设叶片长度，f5为第五预设叶片长度，且f1＜f2＜f3＜f4＜f5；
36.根据所述风速信号d与各预设风速信号之间的关系设定所述风力发电机的叶片长度：
37.当d＜e1时，选定所述第一预设叶片长度f1作为所述风力发电机的叶片长度；
38.当e1≤d＜e2时，选定所述第二预设叶片长度f2作为所述风力发电机的叶片长度；
39.当e2≤d＜e3时，选定所述第三预设叶片长度f3作为所述风力发电机的叶片长度；
40.当e3≤d＜e4时，选定所述第四预设叶片长度f4作为所述风力发电机的叶片长度；
41.当e4≤d时，选定所述第五预设叶片长度f5作为所述风力发电机的叶片长度。
42.在其中一个实施例中，在根据所述风速信号d设定风力发电机的叶片长度之后，还包括：
43.获取预设时间段内的平均风速j，根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速，
44.预设平均风速矩阵g，设定g(g1，g2，g3，g4)，其中，g1为第一预设平均风速，g2为第二预设平均风速，g3为第三预设平均风速，g4为第四预设平均风速，且g1＜g2＜g3＜g4；
45.预设风力发电机的第二转速矩阵k，设定k(k1，k2，k3，k4，k5)，其中，k1为第一预设第二转速，k2为第二预设第二转速，k3为第三预设第二转速，k4为第四预设第二转速，k5为第五预设第二转速，且k1＜k2＜k3＜k4＜k5；
46.根据所述平均风速j与各预设平均风速之间的关系设定所述风力发电机的第二转速：
47.当d＜g1时，选定所述第一预设第二转速k1作为所述风力发电机的第二转速；
48.当g1≤d＜g2时，选定所述第二预设第二转速k2作为所述风力发电机的第二转速；
49.当g2≤d＜g3时，选定所述第三预设第二转速k3作为所述风力发电机的第二转速；
50.当g3≤d＜g4时，选定所述第四预设第二转速k4作为所述风力发电机的第二转速；
51.当g4≤d时，选定所述第五预设第二转速k5作为所述风力发电机的第二转速。
52.在其中一个实施例中，在根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速之后，还包括：
53.获取所述风力发电机组的第三发电功率l，根据所述第三发电功率l与所述预设第二发电功率之间的关系判断是否需要对所述风力发电机的第二转速进行修正，
54.若所述第三发电功率l大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要对所述风力发电机的第二转速进行修正；
55.若所述第三发电功率l小于所述预设第二发电功率，则判断需要对所述风力发电机的第二转速进行修正。
56.在其中一个实施例中，对所述风力发电机的第二转速进行修正时，包括：
57.预设第三发电功率矩阵m，设定m(m1，m2，m3，m4)，其中，m1为第一预设第三发电功率，m2为第二预设第三发电功率，m3为第三预设第三发电功率，m4为第四预设第三发电功
率，且m1＜m2＜m3＜m4；
58.预设风力发电机的第二转速修正系数矩阵h，设定h(h1，h2，h3，h4，h5)，其中，h1为第一预设第二转速修正系数，h2为第二预设第二转速修正系数，h3为第三预设第二转速修正系数，h4为第四预设第二转速修正系数，h5为第五预设第二转速修正系数，且1.2＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.4；
59.在将所述风力发电机的第二转速设定为第i预设第二转速ki时，i＝1，2，3，4，5，根据所述第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正：
60.当l＜m1时，选定所述第一预设第二转速修正系数h1对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h1；
61.当m1≤l＜m2时，选定所述第二预设第二转速修正系数h2对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h2；
62.当m2≤l＜m3时，选定所述第三预设第二转速修正系数h3对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h3；
63.当m3≤l＜m4时，选定所述第四预设第二转速修正系数h4对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h4；
64.当m4≤l时，选定所述第五预设第二转速修正系数h5对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h5。
65.在其中一个实施例中，在根据所述第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正之后，还包括：
66.获取所述风力发电机组的第四发电功率，根据所述第四发电功率与所述预设第二发电功率之间的关系判断是否需要发出警报，
67.若所述第四发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要发出警报；
68.若所述第四发电功率小于所述预设第二发电功率，则判断需要发出警报，并生成报警信号。
69.为了实现上述目的，本发明提供了一种用于风力发电机组的控制系统，所述系统包括：
70.采集模块，用于实时采集风力发电机组所处位置的风速信号；
71.判断模块，用于根据所述风速信号与预设风速信号之间的关系判断所述风力发电机组的运行环境，
72.当所述风速信号小于或等于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于低风速运行环境，并获取低风速运行环境下所述风力发电机组的第一发电功率；
73.当所述风速信号大于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于高风速运行环境，并获取高风速运行环境下所述风力发电机组的第二发电功率；
74.设定模块，用于根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令，根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令；
75.控制模块，用于根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述风力发电机组
进行控制。
76.本发明提供了一种用于风力发电机组的控制方法及系统，相较现有技术，具有以下有益效果：
77.本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种用于风力发电机组的控制方法及系统，包括实时采集风力发电机组所处位置的风速信号，根据风速信号与预设风速信号之间的关系判断风力发电机组的运行环境，当风速信号小于或等于预设风速信号时，判断风力发电机组处于低风速运行环境，获取第一发电功率，当风速信号大于预设风速信号时，判断风力发电机组处于高风速运行环境，并获取第二发电功率，根据第一发电功率设定风力发电机组的第一控制指令，根据第二发电功率设定风力发电机组的第二控制指令，根据第一控制指令或第二控制指令对风力发电机组进行控制。本发明可以使风力发电机组处于最佳的发电状态，有效地提高发电效率，提高风力发电机组的供电可靠性和风能的最大利用。
附图说明
78.图1示出了本发明实施例中一种用于风力发电机组的控制方法的流程示意图；
79.图2是图1中一个具体实施例的详细流程示意图；
80.图3示出了本发明实施例中一种用于风力发电机组的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
81.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
82.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
83.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
84.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
85.下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。
86.如图1所示，本发明的实施例公开了一种用于风力发电机组的控制方法，所述方法包括：
87.s110：实时采集风力发电机组所处位置的风速信号；
88.本实施例中，可以通过风速采集仪器对风力发电机组所处位置的风速进行采集，将采集到的风速作为风速信号，也可以通过其他仪器设备对风速信号进行采集，在此不作
具体限定。
89.s120：根据所述风速信号与预设风速信号之间的关系判断所述风力发电机组的运行环境，
90.当所述风速信号小于或等于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于低风速运行环境，并获取低风速运行环境下所述风力发电机组的第一发电功率；
91.当所述风速信号大于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于高风速运行环境，并获取高风速运行环境下所述风力发电机组的第二发电功率。
92.本实施例中，本发明将风力发电机组所处的运行环境分为低风速运行环境和高风速运行环境，在低风速运行环境和高风速运行环境下，所能发出的最佳发电功率也是不同的，当处于高风速运行环境时，风力发电机组的发电功率较高，当处于低风速运行环境时，风力发电机组的发电功率较低，本发明通过分别检测低风速运行环境和高风速运行环境下的第一发电功率和第二发电功率，可以保证风力发电机组处于最佳的发电状态。
93.s130：根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令，根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令。
94.s140：根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述风力发电机组进行控制。
95.在本技术的一些实施例中，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令之前，还包括：
96.根据所述第一发电功率与预设第一发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第一控制指令，
97.若所述第一发电功率大于或等于所述预设第一发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第一控制指令；
98.若所述第一发电功率小于所述预设第一发电功率，则根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令。
99.本实施例中，在设定风力发电机组的第一控制指令时，需要判断风力发电机组的第一发电功率是否已经符合预设第一发电功率，若符合，则无需进行设定，保持当前状态即可，若不符合，则设定风力发电机组的第一控制指令，本发明既可以防止能源的浪费，又可以提高风力发电机组的发电功率。
100.在本技术的一些实施例中，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令时，包括：
101.获取所述第一发电功率a和所述预设第一发电功率a；
102.根据所述第一发电功率a与所述预设第一发电功率a之间的发电功率差值a-a设定风力发电机的第一转速，
103.预设发电功率差值矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中，b1为第一预设发电功率差值，b2为第二预设发电功率差值，b3为第三预设发电功率差值，b4为第四预设发电功率差值，且b1＜b2＜b3＜b4；
104.预设风力发电机的第一转速矩阵c，设定c(c1，c2，c3，c4，c5)，其中，c1为第一预设第一转速，c2为第二预设第一转速，c3为第三预设第一转速，c4为第四预设第一转速，c5为第五预设第一转速，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；
105.根据所述发电功率差值a-a与各预设发电功率差值之间的关系设定所述风力发电机的第一转速：
106.当a-a＜b1时，选定所述第一预设第一转速c1作为所述风力发电机的第一转速；
107.当b1≤a-a＜b2时，选定所述第二预设第一转速c2作为所述风力发电机的第一转速；
108.当b2≤a-a＜b3时，选定所述第三预设第一转速c3作为所述风力发电机的第一转速；
109.当b3≤a-a＜b4时，选定所述第四预设第一转速c4作为所述风力发电机的第一转速；
110.当b4≤a-a时，选定所述第五预设第一转速c5作为所述风力发电机的第一转速。
111.本实施例中，风力发电机组主要包括叶片、风力发电机等，叶片的长度以及风力发电机的转速是决定风力发电机组发电功率的主要因素，本发明根据发电功率差值a-a与各预设发电功率差值之间的关系设定风力发电机的第一转速，本发明通过设定风力发电机的第一转速可以保证风力发电机组在低风速运行环境下的发电功率。
112.如图2所示，在本技术的一些实施例中，在根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令时，包括：
113.s131：根据所述第二发电功率与预设第二发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第二控制指令，
114.s132：若所述第二发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第二控制指令；
115.若所述第二发电功率小于所述预设第二发电功率，则根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度。
116.本实施例中，当风力发电机组处于高风速运行环境时，首先判断当前的第二发电功率是否可以达到预设第二发电功率，其中，预设第二发电功率是大于预设第一发电功率的，并当第二发电功率不能达到预设第二发电功率时，根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度。
117.在本技术的一些实施例中，在根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度时，包括：
118.获取所述风速信号d，根据所述风速信号d设定所述风力发电机的叶片长度，
119.预设风速信号矩阵e，设定e(e1，e2，e3，e4)，其中，e1为第一预设风速信号，e2为第二预设风速信号，e3为第三预设风速信号，e4为第四预设风速信号，且e1＜e2＜e3＜e4；
120.预设风力发电机的叶片长度矩阵f，设定f(f1，f2，f3，f4，f5)，其中，f1为第一预设叶片长度，f2为第二预设叶片长度，f3为第三预设叶片长度，f4为第四预设叶片长度，f5为第五预设叶片长度，且f1＜f2＜f3＜f4＜f5；
121.根据所述风速信号d与各预设风速信号之间的关系设定所述风力发电机的叶片长度：
122.当d＜e1时，选定所述第一预设叶片长度f1作为所述风力发电机的叶片长度；
123.当e1≤d＜e2时，选定所述第二预设叶片长度f2作为所述风力发电机的叶片长度；
124.当e2≤d＜e3时，选定所述第三预设叶片长度f3作为所述风力发电机的叶片长度；
125.当e3≤d＜e4时，选定所述第四预设叶片长度f4作为所述风力发电机的叶片长度；
126.当e4≤d时，选定所述第五预设叶片长度f5作为所述风力发电机的叶片长度。
127.本实施例中，当风力发电机组处于高风速运行环境时，本发明可以根据风速信号d与各预设风速信号之间的关系设定风力发电机的叶片长度，本发明通过设定风力发电机的叶片长度可以提高风力发电机组的迎风面积，进而提高风力发电机组的发电功率。
128.在本技术的一些实施例中，在根据所述风速信号d设定风力发电机的叶片长度之后，还包括：
129.获取预设时间段内的平均风速j，根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速，
130.预设平均风速矩阵g，设定g(g1，g2，g3，g4)，其中，g1为第一预设平均风速，g2为第二预设平均风速，g3为第三预设平均风速，g4为第四预设平均风速，且g1＜g2＜g3＜g4；
131.预设风力发电机的第二转速矩阵k，设定k(k1，k2，k3，k4，k5)，其中，k1为第一预设第二转速，k2为第二预设第二转速，k3为第三预设第二转速，k4为第四预设第二转速，k5为第五预设第二转速，且k1＜k2＜k3＜k4＜k5；
132.根据所述平均风速j与各预设平均风速之间的关系设定所述风力发电机的第二转速：
133.当d＜g1时，选定所述第一预设第二转速k1作为所述风力发电机的第二转速；
134.当g1≤d＜g2时，选定所述第二预设第二转速k2作为所述风力发电机的第二转速；
135.当g2≤d＜g3时，选定所述第三预设第二转速k3作为所述风力发电机的第二转速；
136.当g3≤d＜g4时，选定所述第四预设第二转速k4作为所述风力发电机的第二转速；
137.当g4≤d时，选定所述第五预设第二转速k5作为所述风力发电机的第二转速。
138.本实施例中，根据平均风速j与各预设平均风速之间的关系设定风力发电机的第二转速，本发明通过设定在高风速运行环境下风力发电机的第二转速，可以进一步保证风力发电机组的发电功率，以及发电量，提升对风能的利用率。
139.在本技术的一些实施例中，在根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速之后，还包括：
140.获取所述风力发电机组的第三发电功率l，根据所述第三发电功率l与所述预设第二发电功率之间的关系判断是否需要对所述风力发电机的第二转速进行修正，
141.若所述第三发电功率l大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要对所述风力发电机的第二转速进行修正；
142.若所述第三发电功率l小于所述预设第二发电功率，则判断需要对所述风力发电机的第二转速进行修正。
143.在本技术的一些实施例中，对所述风力发电机的第二转速进行修正时，包括：
144.预设第三发电功率矩阵m，设定m(m1，m2，m3，m4)，其中，m1为第一预设第三发电功率，m2为第二预设第三发电功率，m3为第三预设第三发电功率，m4为第四预设第三发电功率，且m1＜m2＜m3＜m4；
145.预设风力发电机的第二转速修正系数矩阵h，设定h(h1，h2，h3，h4，h5)，其中，h1为第一预设第二转速修正系数，h2为第二预设第二转速修正系数，h3为第三预设第二转速修正系数，h4为第四预设第二转速修正系数，h5为第五预设第二转速修正系数，且1.2＜h1＜
h2＜h3＜h4＜h5＜1.4；
146.在将所述风力发电机的第二转速设定为第i预设第二转速ki时，i＝1，2，3，4，5，根据所述第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正：
147.当l＜m1时，选定所述第一预设第二转速修正系数h1对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h1；
148.当m1≤l＜m2时，选定所述第二预设第二转速修正系数h2对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h2；
149.当m2≤l＜m3时，选定所述第三预设第二转速修正系数h3对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h3；
150.当m3≤l＜m4时，选定所述第四预设第二转速修正系数h4对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h4；
151.当m4≤l时，选定所述第五预设第二转速修正系数h5对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h5。
152.本实施例中，在根据平均风速j设定风力发电机的第二转速之后，风力发电机组的发电功率可能还达不到预设第二发电功率，因此在将风力发电机的第二转速设定为第i预设第二转速ki时，i＝1，2，3，4，5，根据第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对风力发电机的第二转速进行修正，本发明通过对风力发电机的第二转速进行修正，可以使风力发电机组时刻保持最佳的发电状态。
153.在本技术的一些实施例中，在根据所述第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正之后，还包括：
154.获取所述风力发电机组的第四发电功率，根据所述第四发电功率与所述预设第二发电功率之间的关系判断是否需要发出警报，
155.若所述第四发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要发出警报；
156.若所述第四发电功率小于所述预设第二发电功率，则判断需要发出警报，并生成报警信号。
157.本实施例中，根据第四发电功率与预设第二发电功率之间的关系实时发出警报，本发明通过实时发出警报可以第一时间通知工作人员来进行维修，保证风力发电机组的发电状态，同时避免出现风力发电机组发生损伤，影响使用寿命的现象。
158.如图3所示，本发明的实施例公开了一种用于风力发电机组的控制系统，所述系统包括：
159.采集模块，用于实时采集风力发电机组所处位置的风速信号；
160.判断模块，用于根据所述风速信号与预设风速信号之间的关系判断所述风力发电机组的运行环境，
161.当所述风速信号小于或等于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于低风速运行环境，并获取低风速运行环境下所述风力发电机组的第一发电功率；
162.当所述风速信号大于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于高风速运行环境，并获取高风速运行环境下所述风力发电机组的第二发电功率；
163.设定模块，用于根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令，根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令；
164.控制模块，用于根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述风力发电机组进行控制。
165.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令之前，还包括：
166.根据所述第一发电功率与预设第一发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第一控制指令，
167.若所述第一发电功率大于或等于所述预设第一发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第一控制指令；
168.若所述第一发电功率小于所述预设第一发电功率，则根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令。
169.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令时，包括：
170.所述设定模块用于获取所述第一发电功率a和所述预设第一发电功率a；
171.所述设定模块用于根据所述第一发电功率a与所述预设第一发电功率a之间的发电功率差值a-a设定风力发电机的第一转速，
172.所述设定模块用于预设发电功率差值矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中，b1为第一预设发电功率差值，b2为第二预设发电功率差值，b3为第三预设发电功率差值，b4为第四预设发电功率差值，且b1＜b2＜b3＜b4；
173.所述设定模块用于预设风力发电机的第一转速矩阵c，设定c(c1，c2，c3，c4，c5)，其中，c1为第一预设第一转速，c2为第二预设第一转速，c3为第三预设第一转速，c4为第四预设第一转速，c5为第五预设第一转速，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；
174.所述设定模块用于根据所述发电功率差值a-a与各预设发电功率差值之间的关系设定所述风力发电机的第一转速：
175.当a-a＜b1时，选定所述第一预设第一转速c1作为所述风力发电机的第一转速；
176.当b1≤a-a＜b2时，选定所述第二预设第一转速c2作为所述风力发电机的第一转速；
177.当b2≤a-a＜b3时，选定所述第三预设第一转速c3作为所述风力发电机的第一转速；
178.当b3≤a-a＜b4时，选定所述第四预设第一转速c4作为所述风力发电机的第一转速；
179.当b4≤a-a时，选定所述第五预设第一转速c5作为所述风力发电机的第一转速。
180.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令时，包括：
181.所述设定模块用于根据所述第二发电功率与预设第二发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第二控制指令，
182.若所述第二发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要设定所述
风力发电机组的第二控制指令；
183.若所述第二发电功率小于所述预设第二发电功率，则根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度。
184.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度时，包括：
185.所述设定模块用于获取所述风速信号d，根据所述风速信号d设定所述风力发电机的叶片长度，
186.所述设定模块用于预设风速信号矩阵e，设定e(e1，e2，e3，e4)，其中，e1为第一预设风速信号，e2为第二预设风速信号，e3为第三预设风速信号，e4为第四预设风速信号，且e1＜e2＜e3＜e4；
187.所述设定模块用于预设风力发电机的叶片长度矩阵f，设定f(f1，f2，f3，f4，f5)，其中，f1为第一预设叶片长度，f2为第二预设叶片长度，f3为第三预设叶片长度，f4为第四预设叶片长度，f5为第五预设叶片长度，且f1＜f2＜f3＜f4＜f5；
188.所述设定模块用于根据所述风速信号d与各预设风速信号之间的关系设定所述风力发电机的叶片长度：
189.当d＜e1时，选定所述第一预设叶片长度f1作为所述风力发电机的叶片长度；
190.当e1≤d＜e2时，选定所述第二预设叶片长度f2作为所述风力发电机的叶片长度；
191.当e2≤d＜e3时，选定所述第三预设叶片长度f3作为所述风力发电机的叶片长度；
192.当e3≤d＜e4时，选定所述第四预设叶片长度f4作为所述风力发电机的叶片长度；
193.当e4≤d时，选定所述第五预设叶片长度f5作为所述风力发电机的叶片长度。
194.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述风速信号d设定风力发电机的叶片长度之后，还包括：
195.所述设定模块用于获取预设时间段内的平均风速j，根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速，
196.所述设定模块用于预设平均风速矩阵g，设定g(g1，g2，g3，g4)，其中，g1为第一预设平均风速，g2为第二预设平均风速，g3为第三预设平均风速，g4为第四预设平均风速，且g1＜g2＜g3＜g4；
197.所述设定模块用于预设风力发电机的第二转速矩阵k，设定k(k1，k2，k3，k4，k5)，其中，k1为第一预设第二转速，k2为第二预设第二转速，k3为第三预设第二转速，k4为第四预设第二转速，k5为第五预设第二转速，且k1＜k2＜k3＜k4＜k5；
198.所述设定模块用于根据所述平均风速j与各预设平均风速之间的关系设定所述风力发电机的第二转速：
199.当d＜g1时，选定所述第一预设第二转速k1作为所述风力发电机的第二转速；
200.当g1≤d＜g2时，选定所述第二预设第二转速k2作为所述风力发电机的第二转速；
201.当g2≤d＜g3时，选定所述第三预设第二转速k3作为所述风力发电机的第二转速；
202.当g3≤d＜g4时，选定所述第四预设第二转速k4作为所述风力发电机的第二转速；
203.当g4≤d时，选定所述第五预设第二转速k5作为所述风力发电机的第二转速。
204.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速之后，还包括：
205.所述设定模块用于获取所述风力发电机组的第三发电功率l，根据所述第三发电功率l与预设第二发电功率β之间的关系判断是否需要对所述风力发电机的第二转速进行修正，
206.所述设定模块用于若所述第三发电功率l大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要对所述风力发电机的第二转速进行修正；
207.若所述第三发电功率l小于所述预设第二发电功率，则判断需要对所述风力发电机的第二转速进行修正。
208.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，对所述风力发电机的第二转速进行修正时，包括：
209.所述设定模块用于预设第三发电功率矩阵m，设定m(m1，m2，m3，m4)，其中，m1为第一预设第三发电功率，m2为第二预设第三发电功率，m3为第三预设第三发电功率，m4为第四预设第三发电功率，且m1＜m2＜m3＜m4；
210.所述设定模块用于预设风力发电机的第二转速修正系数矩阵h，设定h(h1，h2，h3，h4，h5)，其中，h1为第一预设第二转速修正系数，h2为第二预设第二转速修正系数，h3为第三预设第二转速修正系数，h4为第四预设第二转速修正系数，h5为第五预设第二转速修正系数，且1.2＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.4；
211.所述设定模块用于在将所述风力发电机的第二转速设定为第i预设第二转速ki时，i＝1，2，3，4，5，根据所述第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正：
212.当l＜m1时，选定所述第一预设第二转速修正系数h1对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h1；
213.当m1≤l＜m2时，选定所述第二预设第二转速修正系数h2对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h2；
214.当m2≤l＜m3时，选定所述第三预设第二转速修正系数h3对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h3；
215.当m3≤l＜m4时，选定所述第四预设第二转速修正系数h4对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h4；
216.当m4≤l时，选定所述第五预设第二转速修正系数h5对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h5。
217.在本技术的一些实施例中，在所述设定模块中，在根据所述第三发电功率l与各预设第二发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正之后，还包括：
218.所述设定模块用于获取所述风力发电机组的第四发电功率，根据所述第四发电功率与预设第二发电功率之间的关系判断是否需要发出警报，
219.若所述第四发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要发出警报；
220.若所述第四发电功率小于所述预设第二发电功率，则判断需要发出警报，并生成报警信号。
221.综上，本发明实施例实时采集风力发电机组所处位置的风速信号，根据风速信号与预设风速信号之间的关系判断风力发电机组的运行环境，当风速信号小于或等于预设风
速信号时，判断风力发电机组处于低风速运行环境，获取第一发电功率，当风速信号大于预设风速信号时，判断风力发电机组处于高风速运行环境，并获取第二发电功率，根据第一发电功率设定风力发电机组的第一控制指令，根据第二发电功率设定风力发电机组的第二控制指令，根据第一控制指令或第二控制指令对风力发电机组进行控制。本发明可以使风力发电机组处于最佳的发电状态，有效地提高发电效率，提高风力发电机组的供电可靠性和风能的最大利用。
222.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
223.虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行全部的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
224.本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述方法包括：实时采集风力发电机组所处位置的风速信号；根据所述风速信号与预设风速信号之间的关系判断所述风力发电机组的运行环境，当所述风速信号小于或等于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于低风速运行环境，并获取低风速运行环境下所述风力发电机组的第一发电功率；当所述风速信号大于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于高风速运行环境，并获取高风速运行环境下所述风力发电机组的第二发电功率；根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令，根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令；根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述风力发电机组进行控制。2.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令之前，还包括：根据所述第一发电功率与预设第一发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力发电机组的第一控制指令，若所述第一发电功率大于或等于所述预设第一发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第一控制指令；若所述第一发电功率小于所述预设第一发电功率，则根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令。3.根据权利要求2所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令时，包括：获取所述第一发电功率a和所述预设第一发电功率a；根据所述第一发电功率a与所述预设第一发电功率a之间的发电功率差值a-a设定风力发电机的第一转速，预设发电功率差值矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中，b1为第一预设发电功率差值，b2为第二预设发电功率差值，b3为第三预设发电功率差值，b4为第四预设发电功率差值，且b1＜b2＜b3＜b4；预设风力发电机的第一转速矩阵c，设定c(c1，c2，c3，c4，c5)，其中，c1为第一预设第一转速，c2为第二预设第一转速，c3为第三预设第一转速，c4为第四预设第一转速，c5为第五预设第一转速，且c1＜c2＜c3＜c4＜c5；根据所述发电功率差值a-a与各预设发电功率差值之间的关系设定所述风力发电机的第一转速：当a-a＜b1时，选定所述第一预设第一转速c1作为所述风力发电机的第一转速；当b1≤a-a＜b2时，选定所述第二预设第一转速c2作为所述风力发电机的第一转速；当b2≤a-a＜b3时，选定所述第三预设第一转速c3作为所述风力发电机的第一转速；当b3≤a-a＜b4时，选定所述第四预设第一转速c4作为所述风力发电机的第一转速；当b4≤a-a时，选定所述第五预设第一转速c5作为所述风力发电机的第一转速。4.根据权利要求1所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令时，包括：根据所述第二发电功率与预设第二发电功率之间的关系判断是否需要设定所述风力
发电机组的第二控制指令，若所述第二发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要设定所述风力发电机组的第二控制指令；若所述第二发电功率小于所述预设第二发电功率，则根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度。5.根据权利要求4所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述风速信号设定风力发电机的叶片长度时，包括：获取所述风速信号d，根据所述风速信号d设定所述风力发电机的叶片长度，预设风速信号矩阵e，设定e(e1，e2，e3，e4)，其中，e1为第一预设风速信号，e2为第二预设风速信号，e3为第三预设风速信号，e4为第四预设风速信号，且e1＜e2＜e3＜e4；预设风力发电机的叶片长度矩阵f，设定f(f1，f2，f3，f4，f5)，其中，f1为第一预设叶片长度，f2为第二预设叶片长度，f3为第三预设叶片长度，f4为第四预设叶片长度，f5为第五预设叶片长度，且f1＜f2＜f3＜f4＜f5；根据所述风速信号d与各预设风速信号之间的关系设定所述风力发电机的叶片长度：当d＜e1时，选定所述第一预设叶片长度f1作为所述风力发电机的叶片长度；当e1≤d＜e2时，选定所述第二预设叶片长度f2作为所述风力发电机的叶片长度；当e2≤d＜e3时，选定所述第三预设叶片长度f3作为所述风力发电机的叶片长度；当e3≤d＜e4时，选定所述第四预设叶片长度f4作为所述风力发电机的叶片长度；当e4≤d时，选定所述第五预设叶片长度f5作为所述风力发电机的叶片长度。6.根据权利要求5所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述风速信号d设定风力发电机的叶片长度之后，还包括：获取预设时间段内的平均风速j，根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速，预设平均风速矩阵g，设定g(g1，g2，g3，g4)，其中，g1为第一预设平均风速，g2为第二预设平均风速，g3为第三预设平均风速，g4为第四预设平均风速，且g1＜g2＜g3＜g4；预设风力发电机的第二转速矩阵k，设定k(k1，k2，k3，k4，k5)，其中，k1为第一预设第二转速，k2为第二预设第二转速，k3为第三预设第二转速，k4为第四预设第二转速，k5为第五预设第二转速，且k1＜k2＜k3＜k4＜k5；根据所述平均风速j与各预设平均风速之间的关系设定所述风力发电机的第二转速：当d＜g1时，选定所述第一预设第二转速k1作为所述风力发电机的第二转速；当g1≤d＜g2时，选定所述第二预设第二转速k2作为所述风力发电机的第二转速；当g2≤d＜g3时，选定所述第三预设第二转速k3作为所述风力发电机的第二转速；当g3≤d＜g4时，选定所述第四预设第二转速k4作为所述风力发电机的第二转速；当g4≤d时，选定所述第五预设第二转速k5作为所述风力发电机的第二转速。7.根据权利要求6所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述平均风速j设定所述风力发电机的第二转速之后，还包括：获取所述风力发电机组的第三发电功率l，根据所述第三发电功率l与所述预设第二发电功率之间的关系判断是否需要对所述风力发电机的第二转速进行修正，若所述第三发电功率l大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要对所述风力
发电机的第二转速进行修正；若所述第三发电功率l小于所述预设第二发电功率，则判断需要对所述风力发电机的第二转速进行修正。8.根据权利要求7所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，对所述风力发电机的第二转速进行修正时，包括：预设第三发电功率矩阵m，设定m(m1，m2，m3，m4)，其中，m1为第一预设第三发电功率，m2为第二预设第三发电功率，m3为第三预设第三发电功率，m4为第四预设第三发电功率，且m1＜m2＜m3＜m4；预设风力发电机的第二转速修正系数矩阵h，设定h(h1，h2，h3，h4，h5)，其中，h1为第一预设第二转速修正系数，h2为第二预设第二转速修正系数，h3为第三预设第二转速修正系数，h4为第四预设第二转速修正系数，h5为第五预设第二转速修正系数，且1.2＜h1＜h2＜h3＜h4＜h5＜1.4；在将所述风力发电机的第二转速设定为第i预设第二转速ki时，i＝1，2，3，4，5，根据所述第三发电功率l与各预设第三发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正：当l＜m1时，选定所述第一预设第二转速修正系数h1对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h1；当m1≤l＜m2时，选定所述第二预设第二转速修正系数h2对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h2；当m2≤l＜m3时，选定所述第三预设第二转速修正系数h3对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h3；当m3≤l＜m4时，选定所述第四预设第二转速修正系数h4对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h4；当m4≤l时，选定所述第五预设第二转速修正系数h5对所述第i预设第二转速ki进行修正，修正后的风力发电机的第二转速为ki*h5。9.根据权利要求8所述的用于风力发电机组的控制方法，其特征在于，在根据所述第三发电功率l与各预设第二发电功率之间的关系对所述风力发电机的第二转速进行修正之后，还包括：获取所述风力发电机组的第四发电功率，根据所述第四发电功率与所述预设第二发电功率之间的关系判断是否需要发出警报，若所述第四发电功率大于或等于所述预设第二发电功率，则判断不需要发出警报；若所述第四发电功率小于所述预设第二发电功率，则判断需要发出警报，并生成报警信号。10.一种用于风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述系统包括：采集模块，用于实时采集风力发电机组所处位置的风速信号；判断模块，用于根据所述风速信号与预设风速信号之间的关系判断所述风力发电机组的运行环境，当所述风速信号小于或等于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于低风速运行环境，并获取低风速运行环境下所述风力发电机组的第一发电功率；
当所述风速信号大于所述预设风速信号时，则判断所述风力发电机组处于高风速运行环境，并获取高风速运行环境下所述风力发电机组的第二发电功率；设定模块，用于根据所述风力发电机组的第一发电功率设定所述风力发电机组的第一控制指令，根据所述风力发电机组的第二发电功率设定所述风力发电机组的第二控制指令；控制模块，用于根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述风力发电机组进行控制。

技术总结
本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种用于风力发电机组的控制方法及系统，包括实时采集风力发电机组所处位置的风速信号，根据风速信号与预设风速信号之间的关系判断风力发电机组的运行环境，当风速信号小于或等于预设风速信号时，判断风力发电机组处于低风速运行环境，获取第一发电功率，当风速信号大于预设风速信号时，判断风力发电机组处于高风速运行环境，并获取第二发电功率，根据第一发电功率设定风力发电机组的第一控制指令，根据第二发电功率设定风力发电机组的第二控制指令，根据第一控制指令或第二控制指令对风力发电机组进行控制。本发明可以使风力发电机组处于最佳的发电状态，有效地提高发电效率，提高风能利用率。用率。用率。


技术研发人员：常亚民 陈勇 姚晓丽 朱壮华 刘建华 陈琰俊
受保护的技术使用者：华能榆社扶贫能源有限责任公司 华能山西综合能源有限责任公司榆社光伏电站 黎城县盈恒清洁能源有限公司 华能芮城综合能源有限责任公司 华能左权羊角风电有限责任公司 芮城宁升新能源有限公司 五寨县太重新能源风力发电有限公司 朔州市太重风力发电有限公司
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/5/23