一种风力发电机组变桨控制停机保护方法及系统与流程

1.本发明属于风力发电机组控制技术领域，具体涉及一种风力发电机组变桨控制停机保护方法及系统。


背景技术：

2.水平轴风力发电机的风轮吸收风能旋转，进而带动连接的发电机旋转发电。根据风速大小的不同，风力发电机组的控制目标不同。在额定风速以上，控制目标为通过变桨控制使机组的转速控制在额定转速附近，从而使机组输出功率在额定功率附近，保证风力发电机组的机械及电气部件在设计范围内可以正常运行。
3.传统的发电机转速-变桨控制环控制输入为实际检测的发电机转速与发电机转速设定值之差，通过pi或pid控制给出对应的变桨角度，变桨角度的大小可以限制或吸收风能来控制发电机转速。但传统的发电机转速-变桨控制环对发电机转速与变桨控制指令之间的匹配关系没有进一步的判断，当由于主控plc软硬件问题给出的变桨控制指令存在偏差，并未进行任何检查，如发电机转速持续上升，变桨指令有误并未进行限制风能吸收的作用，将会导致控制目标偏差，通过变桨控制达到发电机转速控制的目标不能实现。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种风力发电机组变桨控制停机保护的方法，本发明通过发电机转速实时运行数据及给定变桨指令判断其匹配关系，判断其根据转速波动情况匹配的变桨控制指令是否正确，如判断其并不匹配进行停机保护，保障机组正常安全运行。
5.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.本发明第一个目的是提供一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，包括：
7.将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；
8.将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；
9.判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；
10.若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。
11.作为本发明的进一步改进，所述将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率，包括：
12.将n支叶片当前变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_c；n≥1；
13.将得到的pitch_demand_sum_c求平均得到n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c；
14.将n支叶片前一变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_p；
15.将得到的pitch_demand_sum_p求平均得到n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p；
16.获取变桨速率变化时间常数rate_t；
17.将n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c减去n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数rate_t得到n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg。
18.作为本发明的进一步改进，所述判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值，包括：
19.获取需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
20.判断n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg是否小于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
21.如果n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg大于等于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold，则控制流程终止。
22.作为本发明的进一步改进，所述测量信号为发电机转速、风速、风向仪检测风向或发电机功率。
23.作为本发明的进一步改进，所述将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度，包括：
24.获取当前发电机测量信号omega_c；
25.获取前一发电机测量信号omega_p；
26.获取测量信号加速度变化时间常数acc_t；
27.将当前发电机测量信号omega_c减去前一发电机测量信号omega_p得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数acc_t得到发电机测量信号变化加速度omega_acc。
28.作为本发明的进一步改进，所述将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度，包括：
29.获取测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t；
30.将发电机测量信号变化加速度omega_acc除以测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t得到发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc。
31.作为本发明的进一步改进，所述判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值，包括：
32.判断发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc是否大于设定值；
33.如果发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc小于等于0，控制流程终止。
34.作为本发明的进一步改进，所述判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈
值，包括：
35.获取发电机转速判断阈值omega_threshold；
36.判断第十六步检测的当前发电机转速omega_c是否大于发电机转速判断阈值omega_threshold；
37.如果当前发电机转速omega_c小于等于发电机转速判断阈值omega_threshold，则控制流程终止。
38.作为本发明的进一步改进，所述停机操作采用停机保护方式，停机保护方式包括限功率方式或限转速方式。
39.本发明第二个目的是提供一种风力发电机组变桨控制停机保护系统，包括：
40.速率判断模块，用于将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；
41.测量信号变化判断模块，用于将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；
42.转速判断模块，用于判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；
43.停机操作执行模块，用于若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。
44.本发明第三个目的是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述风力发电机组变桨控制停机保护方法的步骤。
45.本发明第四个目的是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述风力发电机组变桨控制停机保护方法的步骤。
46.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
47.本发明基于风力发电机组变桨控制需求进行停机保护，通过发电机转速实时运行数据及给定变桨指令判断其匹配关系，判断其根据转速波动情况匹配的变桨控制指令是否正确，如判断其并不匹配进行停机保护，保障机组正常安全运行。替代现有技术方案中无法对变桨需求指令与发电机转速波动趋势进行进一步分析的缺点，从而更有针对性的解决由于给定变桨指令误差导致控制目标无法达成的影响。本发明能够有效识别发电机转速波动趋势与变桨控制指令是否匹配，当不匹配时立即进行停机保护，避免机组持续执行错误的变桨控制指令。
附图说明
48.图1为本发明给出一种风力发电机组变桨控制停机保护方法流程图；
49.图2为本发明实施例给出的风力发电机组变桨控制停机保护方法流程图；
50.图3为本发明提供的一种风力发电机组变桨控制停机保护系统；
51.图4为本发明提供的一种电子设备示意图。
具体实施方式
52.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
53.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
54.如图1所示，本发明第一个目的是提供一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，包括：
55.s100，将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；
56.s200，将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；
57.s300，判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；
58.s400，若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。
59.本发明实施例从变桨控制指令角度保证发电机转速波动趋势与变桨控制指令的匹配，从变桨执行机构控制输入进行判断分析。发电机转速持续上升说明机组正在经历上升风况，此刻变桨控制指令如不能及时限制吸收风能使转速持续上升会导致超速飞车等严重后果。
60.在s100中，将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率，包括：
61.将n支叶片当前变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_c；n≥1；
62.将得到的pitch_demand_sum_c求平均得到n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c；
63.将n支叶片前一变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_p；
64.将得到的pitch_demand_sum_p求平均得到n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_
demand_avg_p；
65.获取变桨速率变化时间常数rate_t；
66.将n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c减去n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数rate_t得到n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg。
67.其中，本发明实施例采用三叶片平均变桨控制需求指令，但不限于此方式，其他方式如，单叶片变桨控制需求指令进行判断等方式。
68.s100中，判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值，包括：
69.获取需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
70.判断n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg是否小于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
71.如果n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg大于等于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold，则控制流程终止。
72.s200中，本发明采用的是检测发电机转速作为是否匹配发电机转速变化趋势及变桨控制指令的条件输入，但不限于此方式，其他测量信号如，风速，风向仪检测风向，发电机功率等。
73.故，测量信号为发电机转速、风速、风向仪检测风向或发电机功率。
74.其中，将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度，包括：
75.获取当前发电机测量信号omega_c；
76.获取前一发电机测量信号omega_p；
77.获取测量信号加速度变化时间常数acc_t；
78.将当前发电机测量信号omega_c减去前一发电机测量信号omega_p得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数acc_t得到发电机测量信号变化加速度omega_acc。
79.s200中，将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度，包括：
80.获取测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t；
81.将发电机测量信号变化加速度omega_acc除以测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t得到发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc。
82.s200中，判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值，包括：
83.判断发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc是否大于设定值；
84.如果发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc小于等于0，控制流程终止。
85.s300中，判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值，包括：
86.获取发电机转速判断阈值omega_threshold；
87.判断第十六步检测的当前发电机转速omega_c是否大于发电机转速判断阈值omega_threshold；
88.如果当前发电机转速omega_c小于等于发电机转速判断阈值omega_threshold，则
控制流程终止。
89.本发明实施例停机操作采用停机保护方式，停机保护方式包括限功率方式或限转速方式。
90.基于上述说明，可以得出本发明能够有效识别发电机转速波动趋势与变桨控制指令是否匹配，当不匹配时立即进行停机保护，避免机组持续执行错误的变桨控制指令。本发明仅通过检测发电机转速及变桨控制指令就可实现，无需新增检测硬件。
91.本发明采用的方法如识别出发电机转速波动趋势与变桨控制指令不匹配，从停机保护手段提示运维人员，再次检查主控plc软硬件是否正常。
92.本发明从变桨控制指令角度保证发电机转速波动趋势与变桨控制指令的匹配，从变桨执行机构控制输入进行判断分析。发电机转速持续上升说明机组正在经历上升风况，此刻变桨控制指令如不能及时限制吸收风能使转速持续上升会导致超速飞车等严重后果。
93.本发明采用发电机转速变化趋势及变桨控制指令作为控制输入，且通过判断其与阈值的关系来判断发电机转速变化趋势及变桨控制指令之间是否匹配。本发明采用发电机转速变化加速度作为判断发电机转速波动趋势。
94.本发明采用的是变桨需求控制指令作为是否匹配发电机转速变化趋势及变桨控制指令的条件输入，但不限于此方式，其他方式如，采用实际变桨角度位置等。
95.本发明通过变化时间常数的设置来保证发电机转速变化加速度及变桨需求平均速率的精确程度。本发明同时将实时发电机转速作为判断条件之一，通过设置不同阈值可在不同转速段进行变桨控制需求的检查。本发明采用停机保护的形式，但不限于此方式，其他方式如，限功率、限转速方式等。
96.下面结合附图对本发明实施例一种风力发电机组变桨控制停机保护的方法进行详细描述。
97.如图2所示，附图描述的是各种判定条件及控制过程。具体结合附图进行说明。
98.第一步：获取当前变桨需求角度1pitch_demand1_c；
99.第二步：获取当前变桨需求角度2pitch_demand2_c；
100.第三步：获取当前变桨需求角度3pitch_demand3_c；
101.第四步：将三支叶片当前变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_c＝pitch_demand1_c+pitch_demand2_c+pitch_demand3_c；
102.第五步：将第四步得到的pitch_demand_sum_c除以3得到三叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c；
103.第六步：获取前一变桨需求角度1pitch_demand1_p；
104.第七步：获取前一变桨需求角度2pitch_demand2_p；
105.第八步：获取前一变桨需求角度3pitch_demand3_p；
106.第九步：将三支叶片前一变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_p＝pitch_demand1_p+pitch_demand2_p+pitch_demand3_p；
107.第十步：将第九步pitch_demand_sum_p除以3得到三叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p；
108.第十一步：获取变桨速率变化时间常数rate_t；
109.第十二步：将第五步的三叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c减去第
十步的三叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p得到前后变桨需求平均角度之差并除以变桨速率变化时间常数rate_t得到三叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg；
110.第十三步：需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
111.第十四步：判断三叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg是否小于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
112.第十五步：如果三叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg大于等于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold，则控制流程终止；
113.第十六步：获取当前发电机转速omega_c；
114.第十七步：获取前一发电机转速omega_p；
115.第十八步：获取转速加速度变化时间常数acc_t；
116.第十九步：将当前发电机转速omega_c减去前一发电机转速omega_p得到前后发电机转速差并除以转速加速度变化时间常数acc_t得到发电机转速变化加速度omega_acc；
117.第二十步：获取转速加速度的加速度变化时间常数accacc_t；
118.第二十一步：将发电机转速变化加速度omega_acc除以转速加速度的加速度变化时间常数accacc_t得到发电机转速变化加速度的加速度omega_accacc；
119.第二十二步：判断发电机转速变化加速度的加速度omega_accacc是否大于0；
120.第二十三步：如果发电机转速变化加速度的加速度omega_accacc小于等于0，控制流程终止；
121.第二十四步：获取发电机转速判断阈值omega_threshold；
122.第二十五步：判断第十六步检测的当前发电机转速omega_c是否大于发电机转速判断阈值omega_threshold；
123.第二十六步：如果当前发电机转速omega_c小于等于发电机转速判断阈值omega_threshold，则控制流程终止；
124.第二十七步：如果同时第十四步的判断三叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg小于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold，第二十二步的判断发电机转速变化加速度的加速度omega_accacc大于0，第二十五步的当前发电机转速omega_c大于发电机转速判断阈值omega_threshold同时成立，则变桨系统执行停机操作。
125.如图3所示，本发明第二个目的是提供一种风力发电机组变桨控制停机保护系统，包括：
126.速率判断模块100，用于将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；
127.测量信号变化判断模块200，用于将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；
128.转速判断模块300，用于判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；
129.停机操作执行模块400，用于若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。
130.速率判断模块100中，将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率，包括：
131.将n支叶片当前变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_c；n≥1；
132.将得到的pitch_demand_sum_c求平均得到n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c；
133.将n支叶片前一变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_p；
134.将得到的pitch_demand_sum_p求平均得到n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p；
135.获取变桨速率变化时间常数rate_t；
136.将n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c减去n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数rate_t得到n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg。
137.速率判断模块100中，判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值，包括：
138.获取需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
139.判断n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg是否小于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；
140.如果n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg大于等于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold，则控制流程终止。
141.测量信号变化判断模块200中，测量信号为发电机转速、风速、风向仪检测风向或发电机功率。
142.具体的，将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度，包括：
143.获取当前发电机测量信号omega_c；
144.获取前一发电机测量信号omega_p；
145.获取测量信号加速度变化时间常数acc_t；
146.将当前发电机测量信号omega_c减去前一发电机测量信号omega_p得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数acc_t得到发电机测量信号变化加速度omega_acc。
147.测量信号变化判断模块200中，将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度，包括：
148.获取测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t；
149.将发电机测量信号变化加速度omega_acc除以测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t得到发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc。
150.判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值，包括：
151.判断发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc是否大于设定值；
152.如果发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc小于等于0，控制流程终止。
153.转速判断模块300中，判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值，包括：
154.获取发电机转速判断阈值omega_threshold；
155.判断第十六步检测的当前发电机转速omega_c是否大于发电机转速判断阈值omega_threshold；
156.如果当前发电机转速omega_c小于等于发电机转速判断阈值omega_threshold，则控制流程终止。
157.如图4所示，本发明第三个目的是提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述风力发电机组变桨控制停机保护方法的步骤。
158.所述风力发电机组变桨控制停机保护方法包括以下步骤：
159.将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；
160.将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；
161.判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；
162.若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。
163.本发明第四个目的是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述风力发电机组变桨控制停机保护方法的步骤。
164.所述风力发电机组变桨控制停机保护方法包括以下步骤：
165.将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；
166.将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；
167.判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；
168.若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。
169.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
170.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
171.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
172.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
173.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，包括：将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率，包括：将n支叶片当前变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_c；n≥1；将得到的pitch_demand_sum_c求平均得到n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c；将n支叶片前一变桨需求角度求和得到pitch_demand_sum_p；将得到的pitch_demand_sum_p求平均得到n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p；获取变桨速率变化时间常数rate_t；将n支叶片当前变桨需求平均角度pitch_demand_avg_c减去n支叶片前一变桨需求平均角度pitch_demand_avg_p得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数rate_t得到n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg。3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值，包括：获取需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；判断n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg是否小于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold；如果n支叶片变桨需求平均速率pitchrate_demand_avg大于等于需求变桨速率识别阈值pitchrate_demand_threshold，则控制流程终止。4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述测量信号为发电机转速、风速、风向仪检测风向或发电机功率。5.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度，包括：获取当前发电机测量信号omega_c；获取前一发电机测量信号omega_p；获取测量信号加速度变化时间常数acc_t；
将当前发电机测量信号omega_c减去前一发电机测量信号omega_p得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数acc_t得到发电机测量信号变化加速度omega_acc。6.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度，包括：获取测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t；将发电机测量信号变化加速度omega_acc除以测量信号加速度的加速度变化时间常数accacc_t得到发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc。7.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值，包括：判断发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc是否大于设定值；如果发电机测量信号变化加速度的加速度omega_accacc小于等于0，控制流程终止。8.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值，包括：获取发电机转速判断阈值omega_threshold；判断第十六步检测的当前发电机转速omega_c是否大于发电机转速判断阈值omega_threshold；如果当前发电机转速omega_c小于等于发电机转速判断阈值omega_threshold，则控制流程终止。9.根据权利要求1所述的一种风力发电机组变桨控制停机保护方法，其特征在于，所述停机操作采用停机保护方式，停机保护方式包括限功率方式或限转速方式。10.一种风力发电机组变桨控制停机保护系统，其特征在于，包括：速率判断模块，用于将叶片当前变桨需求平均角度减去叶片前一变桨需求平均角度得到前后变桨需求平均角度之差，并除以变桨速率变化时间常数，得到叶片变桨需求平均速率；判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；测量信号变化判断模块，用于将当前发电机测量信号减去前一发电机测量信号得到前后发电机测量信号差并除以测量信号加速度变化时间常数，得到发电机测量信号变化加速度；将发电机测量信号变化加速度除以测量信号加速度的加速度变化时间常数得到发电机测量信号变化加速度的加速度；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；转速判断模块，用于判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；停机操作执行模块，用于若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。

技术总结
本发明公开了一种风力发电机组变桨控制停机保护方法及系统，属于风力发电机组控制技术领域，包括：判断叶片变桨需求平均速率是否小于需求变桨速率识别阈值；判断发电机测量信号变化加速度的加速度是否大于设定值；判断当前发电机转速是否大于发电机转速判断阈值；若三个判断结果为否，则对应的控制流程终止；若三个判断结果均为是，则变桨系统执行停机操作。本发明通过发电机转速实时运行数据及给定变桨指令判断其匹配关系，判断其根据转速波动情况匹配的变桨控制指令是否正确，如判断其并不匹配进行停机保护，保障机组正常安全运行。保障机组正常安全运行。保障机组正常安全运行。


技术研发人员：金强 蔡安民 焦冲 张俊杰 蔺雪峰 焦强强 李勇 吴永华 许小强 郭锋 党学涛
受保护的技术使用者：华能陕西定边电力有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/6