阅读说明：本技术 一种风电机组的控制方法及控制系统 (Control method and control system of wind turbine generator ) 是由 刘心社 高亚春 程林志 苏凤宇 岳红轩 卢晓光 李春阳 刘伟鹏 李延青 徐奉友 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种风电机组的控制方法及控制系统,将各风电机组控制器进行互联,以实现各风电机组控制器之间的信息交互；各风电机组控制器实时获取其对应的风电机组自身的环境信息,该环境信息为影响风电机组故障的信息；当风电机组控制器无法获取其对应的风电机组自身的某一环境信息时,则获取与该风电机组控制器互联的其他风电机组控制器对应的环境信息；风电机组控制器根据获取的其他风电机组控制器对应的环境信息,确定自身对应风电机组的控制策略,并根据确定的控制策略对自身对应风电机组进行控制。本发明避免了某一环境信息缺失导致风电机组的控制策略不准确的现象,避免了机组停机或故障,有效保证了风电机组正常运行。(The invention relates to a control method and a control system of a wind turbine generator, which are used for interconnecting controllers of all wind turbine generators so as to realize information interaction among the controllers of all the wind turbine generators; each wind generating set controller acquires the self environmental information of the corresponding wind generating set in real time, wherein the environmental information is information influencing the faults of the wind generating sets; when the wind generating set controller cannot acquire certain environmental information of the wind generating set corresponding to the wind generating set controller, acquiring environmental information corresponding to other wind generating set controllers interconnected with the wind generating set controller; and the wind generating set controller determines a control strategy of the wind generating set corresponding to the wind generating set according to the acquired environment information corresponding to other wind generating set controllers, and controls the wind generating set corresponding to the wind generating set according to the determined control strategy. The method avoids the phenomenon that the control strategy of the wind turbine generator is inaccurate due to the loss of certain environmental information, avoids the shutdown or the fault of the wind turbine generator, and effectively ensures the normal operation of the wind turbine generator.)

一种风电机组的控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及一种风电机组的控制方法及控制系统，属于风机发电技术领域。

背景技术

随着环境污染和能量短缺日益严重，风能作为绿色可再生能源越来越受到人们的重视，世界各国竞相研究和开发风力发电技术。在风电场中，各风电机组之间均间隔一定的距离分布于风电场内，各个风电机组所处的风资源、地形环境等具有一定的相似性和差异性。目前，风电场的机组受其本身的机械特性影响，绝大多数机组的控制是独立的。在机组的控制过程中，每台机组的控制器需要获取该机组对应的阵风、湍流、温度等外界环境信息，进而确定机组对应的控制策略。但是，当机组的控制器无法获取温度等某一外界环境信息或者获取的外界环境信息错误时，例如风速风向仪故障，会导致该机组的控制策略不准确，这样轻者可能会造成机组意外性停机，重者可能面临机组事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电机组的控制方法及控制系统，用于解决由于无法获取正确的外界环境信息，导致风机控制策略不准确而造成安全事故的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风电机组的控制方法，步骤如下：

将各风电机组控制器进行互联，以实现各风电机组控制器之间的信息交互；

各风电机组控制器实时获取其对应的风电机组自身的环境信息，所述环境信息为影响风电机组故障的信息；

当风电机组控制器无法获取其对应的风电机组自身的某一环境信息时，则获取与该风电机组控制器互联的其他风电机组控制器的风电机组对应的环境信息；

风电机组控制器根据获取的其他风电机组控制器的风电机组对应的环境信息，确定自身对应风电机组的控制策略，并根据确定的控制策略对自身对应风电机组进行控制。

本发明的有益效果是：在风电机组的控制过程中，当无法获取风电机组的某一环境信息时，该风电机组的风电机组控制器则从其他风电机组控制器处获取其他风电机组对应的环境信息，由于该风电机组的环境信息与其他风电机组的环境信息相同或者相似，则可以根据获取的其他风电机组的环境信息来确定本风电机组的控制策略，这样就避免了某一环境信息缺失导致风电机组的控制策略不准确的现象，避免了机组停机或故障，有效保证了风电机组正常运行。

作为方法的进一步改进，为了快速获取其他风电机组的环境信息，以实现信息共享，各风电机组控制器采用POWERLINK环网进行互联。

作为方法的进一步改进，为了实现环境信息在不同风电机组之间的共享，所述环境信息包括阵风、湍流、机舱外温度、空气密度和结冰数据。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风电机组的控制系统，包括与各风电机组对应的风电机组控制器，各个风电机组控制器进行互联，以实现各风电机组控制器之间的信息交互，用于：各风电机组控制器实时获取其对应的风电机组自身的环境信息，所述环境信息为影响风电机组故障的信息；当风电机组控制器无法获取其对应的风电机组自身的某一环境信息时，则获取与该风电机组控制器互联的其他风电机组控制器的风电机组对应的环境信息；风电机组控制器根据获取的其他风电机组控制器的风电机组对应的环境信息，确定自身对应风电机组的控制策略，并根据确定的控制策略对自身对应风电机组进行控制。

本发明的有益效果是：在风电机组的控制过程中，当无法获取风电机组的某一环境信息时，该风电机组的风电机组控制器则从其他风电机组控制器处获取其他风电机组对应的环境信息，由于该风电机组的环境信息与其他风电机组的环境信息相同或者相似，则可以根据获取的其他风电机组的环境信息来确定本风电机组的控制策略，这样就避免了某一环境信息缺失导致风电机组的控制策略不准确的现象，避免了机组停机或故障，有效保证了风电机组正常运行。

作为系统的进一步改进，为了快速获取其他风电机组的环境信息，以实现信息共享，各风电机组控制器采用POWERLINK环网进行互联。

作为系统的进一步改进，为了构建POWERLINK环网，以提高数据传输速度，各风电机组控制器连接有两个POWERLINK模块，其中一个POWERLINK模块通信连接前面一台风电机组控制器连接的其中一个POWERLINK模块，另外一个POWERLINK模块通信连接后面一台风电机组控制器连接的其中一个POWERLINK模块。

作为系统的进一步改进，为了提高数据传输速度，还包括一个中央控制器，所述中央控制器与各风电机组控制器采用POWERLINK环网进行互联。

作为系统的进一步改进，为了实现POWERLINK环网与现有的光纤环网共存，所述POWERLINK环网为POWERLINK光纤环网。

附图说明

图1是本发明的风电机组的控制系统的结构图；

图2是本发明的POWERLINK光纤环网的拓扑图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

风电机组的控制系统实施例：

本实施例提供了一种风电机组的控制系统，该控制系统通过将各个风电机组对应的风电机组控制器互联起来，以实现各风电机组之间的信息共享。当风电机组的某一环境信息无法获取时，则及时获取其他机组的对应的环境信息，来确定本机组的控制策略，大大降低了各个风电机组独立控制时的故障率，提高了机组的有效运行时间，避免了现有风电机组因外部因素导致机组策略停机所带来的发电量的损失，对电网的冲击，机组损害等不良影响。

如图1所示，该风电机组的控制系统包括一个中央控制器以及与各风电机组对应的风电机组控制器，中央控制器和各个风电机组控制器通过POWERLINK光纤环网进行互联，可以实现各风电机组控制器之间的信息交互，以实现数据共享。

如图2所示，对各风电机组对应的风电机组控制器进行POWERLINK接口扩展，要求至少要扩展两个及以上的POWERLINK口和一个网口，每个风电机组控制器还配备两组光纤模块和POWERLINK模块，这样各风电机组控制器均连接有两组光纤模块和POWERLINK模块。中央控制器具备两个POWERLINK口，并配备两组光纤模块和POWERLINK模块，这样中央控制器也连接有两组光纤模块和POWERLINK模块。在图2中，中央控制器和风电机组控制器连接的光纤模块通过光纤连接(虚线)，中央控制器和风电机组控制器连接的POWERLINK模块通过POWERLINK连接(实线)。在本实施例中，风电机组控制器的型号为X20CP3586，X20CP3586可扩展成3个POWERLINK接口；中央控制器的型号为APC910，其本身具备两个POWERLINK口。

各风电机组控制器连接的一个POWERLINK模块通信连接前面一台风电机组控制器或者中央控制器连接的其中一个POWERLINK模块，另外一个POWERLINK模块通信连接后面一台风电机组控制器或者中央控制器连接的其中一个POWERLINK模块，从而构成了POWERLINK环网。各风电机组控制器连接的一个光纤模块通信连接前面一台风电机组控制器或者中央控制器连接的其中一个光纤模块，另外一个光纤模块通信连接后面一台风电机组控制器或者中央控制器连接的其中一个光纤模块，从而构成了光纤环网。如图1所示，虚线表示的是POWERLINK环网，实线表示的是光纤环网。

POWERLINK环网和光纤环网一起，构成了POWERLINK光纤环网，该POWERLINK光纤环网是一个相对独立的系统。需要说明的是，通过在POWERLINK光纤环网中设置中央控制器，可以使后台获取各个风电机组中对应风电机组的控制信息，也便于后期功能的扩展。例如，POWERLINK光纤环网测试通过后，可以将现有风场环网挂载的用于电网调度的AGC(自动发电控制)、AVC(自动电压控制)装置进行分离，使中央控制器集成AGC、AVC功能，这时POWERLINK光纤环网能够满足风电机组对电网频率变化进行支撑的快速响应需求，以及实现风电机组间的数据快速共享。因此，作为其他的实施方式，在POWERLINK光纤环网也可以不设置该中央控制器。

另外，光纤环网属于现有风电场中已经存在的网络，POWERLINK光纤环网是在风电场光纤环网架构的基础上建立的，是一个可靠性高、响应速度快的网络，以实现风电机组之间的数据共享。作为其他的实施方式，中央控制器和各风电机组控制器之间也可以只构建POWERLINK环网。当然，在保证各风电机组之间的信息交互快速有效的前提下，即获取其他机组的环境信息的响应时间低于风电机组控制的循环周期，该POWERLINK环网也可以替换为现有技术中的其他类型的环网。

通过POWERLINK光纤环网，上述的风电机组的控制系统可以实现一种风电机组的控制方法，步骤如下：

(1)各风电机组控制器实时获取其对应的风电机组自身的环境信息。

其中，这里的环境信息为影响风电机组故障的信息，包括阵风、湍流、机舱外温度、空气密度和结冰数据，阵风和湍流会导致机组振动过大停机，温度、空气密度、结冰等传感器故障会造成机组停机。

(2)当风电机组控制器无法获取其对应的风电机组自身的某一环境信息时，则获取与该风电机组控制器互联的其他风电机组控制器的风电机组对应的环境信息。

其中，在风电场中，一些风电机组的环境信息存在相同或者相近的情况。这样，当某台风电机组的某些环境信息无法获取时，例如，某风电机组的温度传感器故障，导致该风电机组对应的风电机组控制器无法获取到该风电机组对应的温度，这时风电机组控制器可以通过POWERLINK光纤环网获取与本风电机组的环境信息相同或者相似的其他风电机组的环境信息，例如可以获取与该风电机组邻近的其他风电机组对应的环境信息，并将获取的环境信息当做自身的环境信息进行使用。

(3)风电机组控制器根据获取的其他风电机组控制器的风电机组对应的环境信息，确定自身对应风电机组的控制策略，并根据确定的控制策略对自身对应风电机组进行控制。

其中，风电机组控制器利用获取的与自身风电机组的环境信息相同或者相似的其他风电机组对应的环境信息，制定自身风电机组的控制策略，这样就避免了某一环境信息缺失导致风电机组的控制策略不准确的现象，避免了机组停机或故障，有效保证了风电机组正常运行。由于各个风电机组控制器根据环境信息制定自身对应风电机组的控制策略的过程属于现有技术，此处不再赘述。

风电机组的控制方法实施例：

本实施例提供了一种风电机组的控制方法，由于该方法已经在上述的风电机组的控制系统实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。