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专利号: 2020110075372
申请人: 国电电力浙江舟山海上风电开发有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液力机械或液力发动机;风力、弹力或重力发动机;其他类目中不包括的产生机械动力或反推力的发动机
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述海上风电场消防和偏航联动控制方法包括如下步骤:S1、根据当前台风信息预测台风过境海上风电场时的时长T以及各风机处的风速和风向信息;

S2、将所述时长T分割为n个时间段t0~t1至tn-1~tn,n为正整数;

S3、根据所述预测的台风过境海上风电场时的各风机处的风速和风向信息将每个所述时间段的风机划分为m个风机区块Ai,i取值范围为1至m,m为正整数;

S4、当台风过境海上风电场且主电网断电时,进入抗台大孤岛运行状态,判断此时储备能源是否紧缺,若否,保持消防和偏航独立控制模式,若是,则进入消防和偏航联动控制模式,执行如下步骤:S41、从所述时间段t0~t1至tn-1~tn中截取n-k+1个有效时间段tk-1~tk至tn-1~tn,1≤k≤n,k为正整数,且满足tk-1≤ta≤tk,ta为主电网断电时刻,修正tk-1=ta,同时令x=k,此刻当前有效时间段tx-1~tx等于有效时间段tk-1~tk;

S42、为所述当前有效时间段tx-1~tx内的各所述风机区块Ai分别选取对应的偏航角时序序列Bi,并令该时间段内的各所述风机区块Ai中的风机按对应的偏航角时序序列Bi调节偏航角直至t>tx结束,t为当前时刻;

S43、令x=x+1,当x≤n时,重复步骤S42,否则,退出消防和偏航联动控制模式;

S5、当台风离境且主电网供电正常时,退出抗台大孤岛运行状态。

2.如权利要求1所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述台风过境海上风电场时的时长T以及各风机处的风速和风向信息的预测通过气象信息综合分析处理系统或通过有限元分析与神经网络算法结合的建模方法来完成。

3.如权利要求1所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述时长T的分割方法采用平均分割方法或根据所述预测的台风过境海上风电场时各风机处的风速或风向信息进行分割,后者根据所述风速信息分割为风速增速期、风速平稳期和风速减速期三个风速阶段或根据所述风向信息分割为风向缓变期和风向急变期两个风向阶段或分割为各所述风速阶段与各所述风向阶段两两结合后的任意组合。

4.如权利要求1所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:在所述时长T内,不同时间段内风机区块划分结果是动态变化的,但同一时间段内风机区块划分结果保持不变。

5.如权利要求1所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述储备能源是否紧缺的判断条件为:Emax_fire(tn-ta)+Emax_tot_yaw(tn-ta)>(C(ta)-Cα)·η其中,ta为主电网断电时刻,t0为台风到达时刻,tn为台风离境时刻,t0≤ta≤tn,Emax_fire(tn-ta)为ta至tn时刻内消防系统全力工作时所需的总电能,Emax_tot_yaw(tn-ta)为ta至tn时刻内各风机的偏航系统始终保持偏航角等于0°时所需的总电能,C(ta)为ta时刻的储备能源容量,Cα为储备能源的预留部分,η为储备能源至电能的转换效率。

6.如权利要求1所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述偏航角时序序列Bi满足如下条件:N_max_Ai(tx-1,tn)<N_limit

其中,N_max_Ai(tx-1,tn)为从tx-1时刻至tn时刻风机区块Ai中各风机受力的最大值,N_limit为海上风电场中风机受力的设计极限值,E_Ai_yaw(tn-tx-1)为从tx-1时刻至tn时刻风机区块Ai中各风机的偏航系统保持偏航角与对应的偏航角时序序列Bi一致时所需的总电能,C(tx-1)为tx-1时刻的储备能源容量,Emax_fire(tn-tx-1)为tx-1时刻至tn时刻消防系统全力工作时所需的总电能。

7.如权利要求6所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述为当前有效时间段tx-1~tx内的各所述风机区块Ai分别选取对应的偏航角时序序列Bi的选取方式为:先限定可选的偏航角离散值,再结合风机偏航系统功率模型和风机受力模型,采用遍历算法或粒子群算法确定由所述可选的偏航角离散值组成的偏航角时序序列Bi。

8.如权利要求7所述的海上风电场消防和偏航联动控制方法,其特征在于:所述风机偏航系统功率模型和风机受力模型采用数据拟合算法得到。