叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法及系统与流程

1.本技术涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法及系统。


背景技术：

2.随着风力发电技术的发展，风力发电在供电体系中占比不断提高。由于海上风能资源数量巨大且质量较好，为了充分利用海上风能资源并为沿海城市提供电能，海上风电装机量逐年增加。
3.其中，随着用电需求增加等因素的影响，海上风电机组的单机容量逐渐增加，导致风电机组的叶片也随之增大，目前，单个风机叶片的长度已普遍接近100m，且叶片长度基本是以10米左右的速度逐年增长。
4.然而，在实际应用中，当叶片长度较长时，在天气较为恶劣等情况下可能会损坏叶片，并且在叶片发生故障时，较长的叶片也不利于维修。


技术实现要素：

5.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.为此，本技术的第一个目的在于提出一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法，该方法对可伸缩的多段式叶片进行控制，通过控制叶片进行伸缩实现对叶片长度的调整，能够提高风机的安全性。
7.本技术的第二个目的在于提出一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统。
8.本技术的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
9.为达上述目的，本技术的第一方面实施例提出了一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法，所述风电机组的每个叶片包括多段可伸缩的叶片段，所述控制方法包括以下步骤：
10.检测所述风电机组当前所处环境中的实时风速；
11.在所述实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变，所述完全伸展状态是每段叶片均为伸展状态；
12.在所述实时风速大于所述切入风速且小于第一切出风速时，控制叶片保持所述完全伸展状态并根据所述风电机组的输出功率调整桨距角，其中，所述第一切出风速是叶片在所述完全伸展状态下的切出风速；
13.在所述实时风速大于所述第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持所述输出功率为额定功率为目标，根据所述实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，其中，所述第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速，所述完全收缩状态是每段叶片均为收缩状态；
14.在所述实时风速大于所述第二切出风速时，控制叶片保持所述完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。
15.可选地，在本技术的一个实施例中，在所述检测所述风电机组当前所处环境中的实时风速之前，还包括：获取未来时段所述风电机组所处的天气状况；在所述天气状况为极端天气的情况下，控制叶片保持所述完全收缩状态并增大桨距角。
16.可选地，在本技术的一个实施例中，该方法还包括：在运输所述风电机组的叶片过程中，控制叶片保持所述完全收缩状态。
17.可选地，在本技术的一个实施例中，控制叶片进行相应的收缩，包括：控制所述多段可伸缩的叶片段中位于翼型尾缘的第一段叶片首先进行收缩；在所述第一段叶片收缩完成后，按照所述多段可伸缩的叶片段的连接顺序，控制与所述第一段叶片相邻的下一段叶片收缩，并依次收缩各段叶片直至达到目标收缩程度。
18.可选地，在本技术的一个实施例中，控制叶片进行相应的伸展，包括：控制所述多段可伸缩的叶片段中位于翼型前缘的最后一段叶片首先进行伸展；在所述最后一段叶片伸展完成后，按照所述连接顺序，控制与所述最后一段叶片相邻的下一段叶片伸展，并依次伸展各段叶片直至达到目标伸展程度。
19.可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，还包括：根据所述实时风速的大小确定目标伸缩程度；根据所述目标伸缩程度和叶片当前的伸缩程度控制叶片进行收缩或伸展，并控制最后一段进行收缩或伸展的叶片进行部分收缩或部分伸展，以达到所述目标伸缩程度。
20.为达上述目的，本技术的第二方面实施例提出了一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统，包括以下模块：
21.检测模块，用于检测所述风电机组当前所处环境中的实时风速；
22.控制模块，用于在所述实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变，所述完全伸展状态是每段叶片均为伸展状态；
23.所述控制模块，还用于在所述实时风速大于所述切入风速且小于第一切出风速时，控制叶片保持所述完全伸展状态并根据所述风电机组的输出功率调整桨距角，其中，所述第一切出风速是叶片在所述完全伸展状态下的切出风速；
24.所述控制模块，还用于在所述实时风速大于所述第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持所述输出功率为额定功率为目标，根据所述实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，其中，所述第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速，所述完全收缩状态是每段叶片均为收缩状态；
25.所述控制模块，还用于在所述实时风速大于所述第二切出风速时，控制叶片保持所述完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。
26.可选地，在本技术的一个实施例中，所述检测模块，还用于：获取未来时段所述风电机组所处的天气状况；在所述天气状况为极端天气的情况下，控制叶片保持所述完全收缩状态并增大桨距角。
27.可选地，在本技术的一个实施例中，所述控制模块，还用于：在运输所述风电机组的叶片过程中，控制叶片保持所述完全收缩状态。
28.为了实现上述实施例，本技术第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法。
29.本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本技术提出一种可伸缩的叶片，每个叶片包括多个可伸缩的叶片段，并根据当前风速的大小对叶片进行伸缩控制，可以实现对叶片长度的调整。相较于传统的一体式叶片，本技术通过改变叶片长度，可以调整风电机组的切出风速，从而在保证风电机组的安全性的基础上，尽可能保证风电机组的正常运行，满足供电需求。在灾害性天气来临前，可将叶片提前进行收缩并配合变桨技术使风电机组受风面积减少，降低风机叶片载荷，进一步提高风电机组的安全性。并且，在运输风电机组组件的过程中，通过收缩叶片减少叶片长度，便于运输叶片，在叶片发生故障时，通过收缩叶片减少叶片长度，便于工作人员维修叶片。
30.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
31.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中
32.图1为本技术实施例提出的一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法的流程图；
33.图2为本技术实施例提出的一种叶片可多段伸缩式新型风力发电机的示意图；
34.图3为本技术实施例提出的一种可多段伸缩的叶片的结构示意图；
35.图4为本技术实施例提出的一种叶片处于完全收缩状态的示意图；
36.图5为本技术实施例提出的一种第一段叶片部分收缩的示意图；
37.图6为本技术实施例提出的一种第一段叶片完全收缩的示意图；
38.图7为本技术实施例提出的一种第二段叶片部分收缩的示意图；
39.图8为本技术实施例提出的一种具体的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法的流程图；
40.图9为本技术实施例提出的一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统的结构示意图
具体实施方式
41.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
42.下面参考附图描述本发明实施例所提出的一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法方法和系统。
43.图1为本技术实施例提出的一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法的流程图，如图1示，该方法包括以下步骤：
44.步骤s101，检测风电机组当前所处环境中的实时风速。
45.其中，本技术中的风电机组的每个叶片包括多段可伸缩的叶片段。即，本技术提出一种如图2所示的叶片可多段伸缩式新型风力发电机。该风电机组除了机箱和塔筒等设备外，还包括可多段伸缩叶片。
46.具体而言，如图2所示，本技术的控制方法针对的风电机组中，每个叶片并非一体式，而是每个叶片均可以可伸展和收缩，每个叶片包括固定部分和可伸缩部分，其中，叶片可伸缩部位为多段式，包括第一段叶片、第二段叶片至第n段叶片。叶片中包括的可伸缩的叶片段的数量n可以根据控制精度和安全等级需求等实际因素进行设置。
47.作为一种示例，如图3所示，在该叶片中包括两段可伸缩的叶片段，即第一段叶片10和第二段叶片20，以及固定段不会进行伸缩的尾段30。风电机组中每个叶片均可以按照图3所示的相同方式进行设置。
48.具体的，在对本技术提出的风电机组进行控制时，首先检测风电机组当前所处环境中的实时风速vw，便于后续比较机组的实时风速和预设的几个风速阈值，以对风电机组进行控制。
49.作为一种可能的实现方式，可以预先在风电机组中设置风速传感器等环境参数检测设备，通过预设的风速传感器实时检测当前环境下的风速值。其中，为了提高检测的准确性，可以在风电机组的不同位置设置多个风速传感器，并计算全部的风速传感器检测到的数据的平均值，以减小测量误差。
50.作为另一种可能的实现方式，可以在风电机组中设置通讯模块，通过通讯模块与风电基地管理系统云平台进行通讯，获取云平台发送的借助外部检测方式检测的实时风速。
51.步骤s102，在实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变，其中，完全伸展状态是每段叶片均为伸展状态。
52.其中，切入风速是使风力发电机组开始发电的最小风速。需要理解的是，风电机组运行过程中，在低风速下，风力发电机组的风轮虽然可以转动，但由于发电机转子的转速很低，并不能有效地输出电能。而当风速上升到切入风速时，风力发电机组的风轮进行正常转动才开始发电。
53.具体的，在实时风速vw小于切入风速v
切入
的情况下，控制机组中每个叶片保持全伸展状态，即图3所示的状态，多段可伸缩的叶片段中每段叶片均为伸展状态，不存在收缩重合的部分。并且，控制桨距角保持原角度不变，以最大限度的利用风能。
54.步骤s103，在实时风速大于切入风速且小于第一切出风速时，控制叶片保持完全伸展状态并根据风电机组的输出功率调整桨距角，其中，第一切出风速是叶片在完全伸展状态下的切出风速。
55.其中，切出风速是风力发电机组保持额定功率输出时的最大风速，当实际风速超过切出风速时，需要控制机组停机并停止发电。需要理解的是，当风速上升到切入风速时，风力发电机组开始发电，而随着风速的不断升高，发电机组输出功率不断增加，当风速上升到切出风速，风力发电机组输出功率超过额定功率时，在控制系统的作用下机组停止发电。若达到切出风速仍不控制机组切出，则可能会导致发生风机飞车事故。风机飞车事故是指风力发电机组制动系统失效，叶轮转速超过允许或额定转速，且继续处于失控状态，进而导致风机塔筒倒塌、风机着火、叶片损伤等问题。
56.其中，第一切出风速是叶片在完全伸展状态下的切出风速，比如，25m/s。
57.具体的，当实时风速vw大于切入风速v
切入
，并且小于第一切出风速v
切出全伸展
时，控制叶片保持完全伸展状态并根据风电机组的输出功率调整桨距角。
58.具体而言，当实时风速大于切入且小于第一切出风速时，表明当前风速处于有效风速范围，其中，风力发电机组的风轮能安全运转正常输出功率的风速段称作有效风速范围。设计风力发电机时把切入风速、额定风速和切出风速之间的风速称作有效风速范围。比如，一般有效风速范围为3～25m/s。在当前风速处于有效风速范围内时，叶片保持全伸展状态以尽可能的利用风能，并控制桨距角根据机组输出功率情况进行变动调整，以满足机组的发电需求。
59.步骤s104，在实时风速大于第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持输出功率为额定功率为目标，根据实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，其中，第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速，完全收缩状态是每段叶片均为收缩状态。
60.其中，第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速。比如，继续参照图3的示例，当该叶片中第一段叶片和第二段完全收缩在尾段叶片中(如图4所示)时，此时叶片的切出风速为第二切出风速。
61.需要理解的是，风电机组的切出风速与叶片的长度相关，在其他条件相同的情况下，叶片的长度越短，切出风速越大。即第二切出风速大于第一切出风速。
62.具体的，当实时风速vw大于第一切出风速v
切出全伸展
并且小于第二切出风速v
切出全收缩
时，若风电机组继续以完全伸展状态运行，则实时风速大于切出风速，可能发生风机飞车事故，因此本技术根据实时风速vw的大小控制叶片进行部分或全收缩，并且配合桨距角控制，保持风电机组的输出功率为额定功率。
63.由此，本技术通过改变叶片长度，可以增大风机切出风速，避免发生风机飞车事故，提高机组的安全性。并且，通过改变叶片长度增大风机切出风速，可以维持风电机组处于正常的运行状态而不需要停机，从而能够使风电机组继续进行发电，保证风电机组正常、稳定的运行，满足实际的供电需求，提高机组运行效率。
64.下面对本技术控制叶片进行相应的收缩或伸展的过程进行详细描述。
65.在本技术一个实施例中，控制叶片进行相应的收缩，包括先控制多段可伸缩的叶片段中位于翼型尾缘的第一段叶片首先进行收缩。在第一段叶片收缩完成后，按照多段可伸缩的叶片段的连接顺序，控制与第一段叶片相邻的下一段叶片收缩，并依次收缩各段叶片直至达到目标收缩程度。
66.具体而言，根据检测出的实时风速的大小确定目标收缩程度，使实时风速小于调整后的切出风速，可以理解的是，当实时风速越大时，叶片的收缩程度越大以相应增加切出风速。
67.本技术实施例在叶片收缩过程中，是从第一段叶片，即在图3的示例中，位于远离中心轴的翼型尾部的尖部，即翼型尾缘处的叶片开始收缩，当第一段叶片完全收缩后第二段叶片再开始收缩，第二段叶片完全收缩后第三段叶片再开始收缩，直至达到目标收缩程度。当全部可伸缩的叶片段中最后一个第n段叶片完全收缩至尾段叶片中后，整个叶片为全收缩状态。
68.可以理解的是，在实际应用中，风电机组所处环境中的实际风速可以由大减小，在风速减小时，为了提高风能利用率，满足发电需求，若机组的叶片当前收缩程度较大，则需要进行叶片伸展。
69.在本技术一个实施例中，控制叶片进行相应的伸展，包括先控制多段可伸缩的叶
片段中位于翼型前缘的最后一段叶片首先进行伸展；在最后一段叶片伸展完成后，按照连接顺序，控制与最后一段叶片相邻的下一段叶片伸展，并依次伸展各段叶片直至达到目标伸展程度。
70.具体而言，根据检测出的实时风速的大小确定目标伸展程度，使实时风速小于调整后的切出风速且尽可能大的进行叶片伸展，以提高风力利用率。
71.本技术实施例在叶片伸出时，是从可伸缩的多个叶片段中的最后一个叶片n，即在图3的示例中，在翼型前面的圆弧部分，即翼型前缘处最靠近固定的尾段叶片的第n段叶片开始伸出，当第n段叶片完全伸出后第n-1段叶片再开始伸出，第n-1段叶片完全伸出后第n-2段叶片再开始伸出，直至达到目标伸展程度。当全部可伸缩的叶片段中第1段叶片完全伸出后整个叶片为全伸出状态。
72.需要说明的是，在实际应用过程中，所需的叶片的目标收缩程度或目标伸展程度可能不需要将某个叶片完全收缩或伸展，某个叶片收缩或伸展一部分后的叶片长度为所需的长度。因此，为了提高本技术的风电机组的控制方法对叶片控制的精确性，在本技术一个实施例中，根据实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，还包括：根据实时风速的大小确定目标伸缩程度；根据目标伸缩程度和叶片当前的伸缩程度控制叶片进行收缩或伸展，并控制最后一段进行收缩或伸展的叶片进行部分收缩或部分伸展，以达到目标伸缩程度。
73.具体而言，基于上述实施例，由于本技术是根据多段可伸缩的叶片段的连接顺序依次对各段叶片进行收缩或伸展，本实施例中，可以控制某个进行收缩或伸展的叶片在收缩或伸展一部分时停止移动，并固定该长度的叶片以满足目标伸缩程度。
74.举例而言，本技术当需要控制图3所示的叶片中的第一段叶片收缩时，先如图5所示，控制第一段叶片部分收缩至第二段叶片，然后如图6所示，控制第一段叶片完全收缩至第二段叶片。当目标收缩程度为第一段叶片部分收缩时，可控制第一段叶片收缩至图5所示的程度时停止收缩，并固定第一段叶片当前的位置。进一步的，若目标收缩程度为第二段叶片部分收缩时，先控制第一段叶片完全收缩至第二段叶片，再如图7所示，控制包含第一段叶片的第二段叶片收缩一部分至尾段叶片中，其中，第二段叶片收缩至尾段叶片的部分的大小，根据实际需要确定的目标收缩程度确定。
75.由此，本技术实施例可以根据需求控制某个叶片收缩或伸展一部分，提高对叶片控制的精确性，并且能够满足不同实时风速大小下的伸缩需求，提高本技术的控制方法的实用性。
76.需要说明的是，如上所述，本技术实施中尾段为固定段不会进行伸缩，起到固定叶片的作用。
77.步骤s105，在实时风速大于第二切出风速时，控制叶片保持完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。
78.具体的，当实时风速vw大于第二切出风速v
切出全收缩
时，控制叶片保持如图4所示的全收缩状态，并将桨距角增加至预设角度，比如，90度。
79.基于上述实施例中，在本技术一个实施例中，在检测风电机组当前所处环境中的实时风速之前，还包括：获取未来时段风电机组所处的天气状况；在天气状况为极端天气的情况下，控制叶片保持完全收缩状态并增大桨距角。
80.具体而言，在极端天气，比如，台风等无法满足机组处于正常运行状态的天气的影响下，可能出现风机飞车事故。为保证风电机组的安全性，本技术实施例先获取预测的未来一段时间的天气状况，比如，通过上述实施例中的通讯模块获取天气预报系统发送的天气预测信息，若确定即将面临极端天气，则提前将叶片全收缩，并增大桨距角，将风机受风面积减少，降低风机叶片载荷，以避免机组发生事故。其中，未来时段的时间长度可以根据风机的安全程度需求和天气预测信息的预测精度确定。
81.在本技术一个实施例中，在运输本技术的叶片可多段伸缩式风电机组的过程中，还包括控制叶片保持上述完全收缩状态。具体而言，通常在运输风电机组至目的地的过程中，机组的叶片、机箱、塔筒等组件一般是分别运输至组装地点。由于传统的一体式风机叶片长度较长，不方便装载和运输叶片，为此，本实施例在叶片运输过程中控制全收缩状态(见图4)，此时长度较短方便进行运输。从而控制叶片进行多段伸缩，提高叶片运输的便利性。
82.综上所述，本技术实施例的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法，提出一种可伸缩的叶片，每个叶片包括多个可伸缩的叶片段，并根据当前风速的大小对叶片进行伸缩控制，可以实现对叶片长度的调整。相较于传统的一体式叶片，该方法通过改变叶片长度，可以调整风电机组的切出风速，从而在保证风电机组的安全性的基础上，尽可能保证风电机组的正常运行，满足供电需求。在灾害性天气来临前，可将叶片提前进行收缩并配合变桨技术使风电机组受风面积减少，降低风机叶片载荷，进一步提高风电机组的安全性。并且，在运输风电机组组件的过程中，通过收缩叶片减少叶片长度，便于运输叶片，在叶片发生故障时，通过收缩叶片减少叶片长度，便于工作人员维修叶片。
83.基于上述实施例，为了更加清楚的描述本技术的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法的具体实现流程，下面在本技术一个实施例中结合一个具体的控制方法进行示例性说明。图8为本技术实施例提出的一种具体的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法的流程图。
84.如图8所示，该方法包括以下步骤：
85.步骤s201，在叶片运输过程中控制叶片为全收缩状态。
86.步骤s202，在极端天气下提前将叶片全收缩，并增大桨距角。
87.步骤s203，在机组处于正常运行情况下，根据实时风速和预设的风速阈值执行控制策略。
88.具体的，本步骤包括以下几个子步骤：
89.步骤s2031，当风速vw《切入风速v
切入
时，控制叶片保持全伸展状态并且桨距角保持不变。
90.步骤s2032，当切入风速v
切入
《风速vw《v
切出全伸展
时，控制叶片保持全伸展状态，并且桨距角根据输出功率情况进行变动调整。
91.步骤s2033，当v
切出全伸展
《风速vw《v
切出全收缩
时，控制叶片根据风速进行部分或全收缩并配合桨距角控制，以保持输出功率为额定功率。
92.步骤s2034，当风速vw》v
切出全收缩
时，控制叶片保持全收缩状态并且桨距角增加至90度。
93.需要说明的是，上述各步骤的具体实现方式可参照上述实施例中的相关描述，此
处不再赘述。
94.为了实现上述实施例，本技术还提出了一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统。图9为本技术实施例提出的一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统的结构示意图。
95.如图9所示，该系统包括检测模块100和控制模块200。
96.其中，检测模块100，用于检测风电机组当前所处环境中的实时风速。
97.控制模块200，用于在实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变，完全伸展状态是每段叶片均为伸展状态。
98.控制模块200，还用于在实时风速大于切入风速且小于第一切出风速时，控制叶片保持完全伸展状态并根据风电机组的输出功率调整桨距角，其中，第一切出风速是叶片在完全伸展状态下的切出风速。
99.控制模块200，还用于在实时风速大于第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持输出功率为额定功率为目标，根据实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，其中，第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速，完全收缩状态是每段叶片均为收缩状态。
100.控制模块200，还用于在实时风速大于第二切出风速时，控制叶片保持完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。
101.可选地，在本技术的一个实施例中，检测模块100，还用于：获取未来时段所述风电机组所处的天气状况；在天气状况为极端天气的情况下，控制叶片保持完全收缩状态并增大桨距角。
102.可选地，在本技术的一个实施例中，控制模块200，还用于：在运输风电机组的叶片过程中，控制叶片保持完全收缩状态。
103.可选地，在本技术的一个实施例中，控制模块200，具体用于：控制多段可伸缩的叶片段中位于翼型尾缘的第一段叶片首先进行收缩；在第一段叶片收缩完成后，按照多段可伸缩的叶片段的连接顺序，控制与第一段叶片相邻的下一段叶片收缩，并依次收缩各段叶片直至达到目标收缩程度
104.可选地，在本技术的一个实施例中，控制模块200，具体用于：控制多段可伸缩的叶片段中位于翼型前缘的最后一段叶片首先进行伸展；在最后一段叶片伸展完成后，按照连接顺序，控制与最后一段叶片相邻的下一段叶片伸展，并依次伸展各段叶片直至达到目标伸展程度。
105.可选地，在本技术的一个实施例中，控制模块200，具体用于：根据实时风速的大小确定目标伸缩程度；根据目标伸缩程度和叶片当前的伸缩程度控制叶片进行收缩或伸展，并控制最后一段进行收缩或伸展的叶片进行部分收缩或部分伸展，以达到目标伸缩程度。
106.需要说明的是，前述对叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法的实施例的描述，也适用于本实施例的系统，实现原理相同，此处不再赘述。
107.综上所述，本技术实施例的叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统，提出一种可伸缩的叶片，每个叶片包括多个可伸缩的叶片段，并根据当前风速的大小对叶片进行伸缩控制，可以实现对叶片长度的调整。相较于传统的一体式叶片，该系统通过改变叶片长度，可以调整风电机组的切出风速，从而在保证风电机组的安全性的基础上，尽可能保证风电机组的正常运行，满足供电需求。在灾害性天气来临前，可将叶片提前进行收缩并配合变桨
技术使风电机组受风面积减少，降低风机叶片载荷，进一步提高风电机组的安全性。并且，在运输风电机组组件的过程中，通过收缩叶片减少叶片长度，便于运输叶片，在叶片发生故障时，通过收缩叶片减少叶片长度，便于工作人员维修叶片。
108.为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术第一方面实施例所述的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法。
109.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，若在多个实施例或示例中采用了对上述术语的示意性表述，不代表这些实施例或示例是相同的。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
110.此外，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至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
111.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
112.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
113.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编
程门阵列(fpga)等。
114.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
115.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
116.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法，其特征在于，所述风电机组的每个叶片包括多段可伸缩的叶片段，所述控制方法包括以下步骤：检测所述风电机组当前所处环境中的实时风速；在所述实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变，所述完全伸展状态是每段叶片均为伸展状态；在所述实时风速大于所述切入风速且小于第一切出风速时，控制叶片保持所述完全伸展状态并根据所述风电机组的输出功率调整桨距角，其中，所述第一切出风速是叶片在所述完全伸展状态下的切出风速；在所述实时风速大于所述第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持所述输出功率为额定功率为目标，根据所述实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，其中，所述第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速，所述完全收缩状态是每段叶片均为收缩状态；在所述实时风速大于所述第二切出风速时，控制叶片保持所述完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述检测所述风电机组当前所处环境中的实时风速之前，还包括：获取未来时段所述风电机组所处的天气状况；在所述天气状况为极端天气的情况下，控制叶片保持所述完全收缩状态并增大桨距角。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：在运输所述风电机组的叶片过程中，控制叶片保持所述完全收缩状态。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制叶片进行相应的收缩，包括：控制所述多段可伸缩的叶片段中位于翼型尾缘的第一段叶片首先进行收缩；在所述第一段叶片收缩完成后，按照所述多段可伸缩的叶片段的连接顺序，控制与所述第一段叶片相邻的下一段叶片收缩，并依次收缩各段叶片直至达到目标收缩程度。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，控制叶片进行相应的伸展，包括：控制所述多段可伸缩的叶片段中位于翼型前缘的最后一段叶片首先进行伸展；在所述最后一段叶片伸展完成后，按照所述连接顺序，控制与所述最后一段叶片相邻的下一段叶片伸展，并依次伸展各段叶片直至达到目标伸展程度。6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，还包括：根据所述实时风速的大小确定目标伸缩程度；根据所述目标伸缩程度和叶片当前的伸缩程度控制叶片进行收缩或伸展，并控制最后一段进行收缩或伸展的叶片进行部分收缩或部分伸展，以达到所述目标伸缩程度。7.一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统，其特征在于，包括以下模块：检测模块，用于检测所述风电机组当前所处环境中的实时风速；控制模块，用于在所述实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变，所述完全伸展状态是每段叶片均为伸展状态；所述控制模块，还用于在所述实时风速大于所述切入风速且小于第一切出风速时，控
制叶片保持所述完全伸展状态并根据所述风电机组的输出功率调整桨距角，其中，所述第一切出风速是叶片在所述完全伸展状态下的切出风速；所述控制模块，还用于在所述实时风速大于所述第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持所述输出功率为额定功率为目标，根据所述实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展，其中，所述第二切出风速是叶片在完全收缩状态下的切出风速，所述完全收缩状态是每段叶片均为收缩状态；所述控制模块，还用于在所述实时风速大于所述第二切出风速时，控制叶片保持所述完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。8.根据权利要求7所述的叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统，其特征在于，所述检测模块，还用于：获取未来时段所述风电机组所处的天气状况；在所述天气状况为极端天气的情况下，控制叶片保持所述完全收缩状态并增大桨距角。9.根据权利要求7所述的叶片可多段伸缩式风电机组的控制系统，其特征在于，所述控制模块，还用于：在运输所述风电机组的叶片过程中，控制叶片保持所述完全收缩状态。10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法。

技术总结
本申请提出一种叶片可多段伸缩式风电机组的控制方法及系统，该方法包括：检测风电机组当前所处环境中的实时风速；在实时风速小于切入风速的情况下，控制叶片保持完全伸展状态，并控制桨距角保持不变；在实时风速大于切入风速且小于第一切出风速时，控制叶片保持完全伸展状态并根据风电机组的输出功率调整桨距角；在实时风速大于第一切出风速且小于第二切出风速时，以保持输出功率为额定功率为目的，根据实时风速的大小控制叶片进行相应的收缩或伸展；在实时风速大于第二切出风速时，控制叶片保持完全收缩状态，并增加桨距角至预设角度。该方法对可伸缩的多段式叶片进行控制，通过调整叶片进行伸缩能够提高风机的安全性。通过调整叶片进行伸缩能够提高风机的安全性。通过调整叶片进行伸缩能够提高风机的安全性。


技术研发人员：奚嘉雯 姚中原 李春华 孙栩 陈怡静 申旭辉 赵瑞斌 张钧阳 巴蕾 孙小军 华夏 施俊佼 张犇 魏威 常一帆 龚绿青
受保护的技术使用者：盛东如东海上风力发电有限责任公司 华能国际电力江苏能源开发有限公司 华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/5/16