一种风力发电机控制方法及装置与流程

1.本技术涉及风力发电机控制技术领域，更具体地，涉及一种风力发电机控制方法及装置。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
3.风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
4.因为风力发电对环境的要求，温度较低、湿度较大地区的风力发电机经常出现覆冰问题，风机覆冰会改变叶片的空气动力学结构，使其输出功率降低，同时增加风轮和塔架载荷，使得风机振动加剧甚至损坏。
5.现有技术中，检测到风力发电机叶片上覆冰时，发电机控制系统继续按照正常控制方法对其运行参数进行控制，导致在输出功率降低的同时增加了负荷，使得控制精度较低。
6.因此，如何在覆冰的情况下，提高发电机控制的准确性，是目前有待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种风力发电机控制方法，用以解决现有技术中覆冰情况下发电机控制准确性低的技术问题。所述方法包括：
8.判断叶片上是否存在覆冰情况；
9.若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；
10.若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。
11.本技术一些实施例中，未覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：
12.获取风速，设定风速为v，切入风速为v1，预设风速为v2，额定风速为v3，切出风速为v4，发电机运行参数包括转速和桨距角，且v1＜v2＜v3＜v4；
13.若v1≤v＜v2，保持桨距角不变，根据风速控制转速；
14.若v2≤v＜v3，判断转速是否达到额定转速，若转速已达到额定转速，则保持转速不变，若转速未达到额定转速，则根据风速控制转速；
15.若v3≤v＜v4，保持转速不变，根据风速调整桨距角；
16.若v4≤v，调整桨距角至90度，发电机进入停机模式。
17.本技术一些实施例中，通过覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：
18.获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；
19.根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；
20.根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。
21.本技术一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰类型，具体为：
22.覆冰影响参数包括含水量、温度、过冷水滴平均有效直径和风速，设定含水量为a，温度为b；
23.预设含水量阈值数组a0(a1，a2，a3)，其中，第一预设含水量阈值为a1，第二预设含水量阈值为a2，第三预设含水量阈值为a3，且a1＜a2＜a3；
24.在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，得到第一初步覆冰类型；
25.若a＜a1，确定第一初步覆冰类型为雾凇覆冰；
26.若a1≤a＜a2，确定第一初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
27.若a2≤a＜a3，确定第一初步覆冰类型为雨凇覆冰；
28.预设温度阈值数组b0(b1，b2，b3)，其中，第一预设温度阈值为b1，第二预设温度阈值为b2，第三预设温度阈值为b3，且b1＜b2＜b3；
29.在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据温度与各个预设温度阈值之间的关系，得到第二初步覆冰类型；
30.若b＜b1，确定第二初步覆冰类型为雾凇覆冰；
31.若b1≤b＜b2，确定第二初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
32.若b2≤b＜b3，确定第二初步覆冰类型为雨凇混合覆冰。
33.本技术一些实施例中，所述方法还包括：
34.根据第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型确定覆冰类型；
35.若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雾凇覆冰，则确定覆冰类型为雾凇覆冰；
36.若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇覆冰，则确定覆冰类型为雨凇覆冰；
37.若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇雾凇混合覆冰，则确定覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰。
38.本技术一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：
39.预设含水量阈值数组a9(a4，a5，a6，a7)，其中，第四预设含水量阈值为a4，第五预设含水量阈值为a5，第六预设含水量阈值为a6，第七预设含水量阈值为a7，且a4＜a5＜a6＜a7；
40.设定初始覆冰厚度为c，预设初始覆冰厚度数组c0(c1，c2，c3，c4)，其中，第一预设初始覆冰厚度为c1，第二预设初始覆冰厚度为c2，第三预设初始覆冰厚度为c3，第四预设初始覆冰厚度为c4，且c1＜c2＜c3＜c4；
41.根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，确定初始覆冰厚度数据；
42.若a＜a4，确定第一预设初始覆冰厚度c1作为初始覆冰厚度；
43.若a4≤a＜a5，确定第二预设初始覆冰厚度c2作为初始覆冰厚度；
44.若a5≤a＜a6，确定第三预设初始覆冰厚度c3作为初始覆冰厚度；
45.若a6≤a＜a7，确定第四预设初始覆冰厚度c4作为初始覆冰厚度。
46.本技术一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：
47.根据风速确定覆冰厚度增加量，根据初始覆冰厚度和覆冰厚度增加量得到覆冰厚度；
48.预设风速阈值数组v0(v5，v6，v7，v8)，其中，第一预设风速阈值为v5，第二预设风速阈值为v6，第三预设风速阈值为v7，第四预设风速阈值为v8，且v5＜v6＜v7＜v8；
49.预设覆冰厚度增加量数组d0(d1，d2，d3，d4)，其中，第一预设覆冰厚度增加量为d1，第二预设覆冰厚度增加量为d2，第三预设覆冰厚度增加量为d3，第四预设覆冰厚度增加量为d4，且d1＜d2＜d3＜d4；
50.根据风速与各个预设风速阈值之间的关系，确定覆冰厚度增加量；
51.若v＜v5，确定第一预设覆冰厚度增加量d1作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d1；
52.若v5≤v＜v6，确定第二预设覆冰厚度增加量d2作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d2；
53.若v6≤v＜v7，确定第三预设覆冰厚度增加量d3作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d3；
54.若v7≤v＜v8，确定第四预设覆冰厚度增加量d4作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d4。
55.本技术一些实施例中，根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比，具体为：
56.若覆冰类型为雾凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第一级别，叶片升阻比为第一区间值；
57.若覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第二级别，叶片升阻比为第二区间值；
58.若覆冰类型为雨凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第三级别，叶片升阻比为第三区间值；
59.其中，第一级别、第二级别、第三级别的严重程度逐渐增加，第一区间值、第二区间值、第三区间值的大小逐渐降低，覆冰厚度c+d0为c+d1或c+d2或c+d3或c+d4。
60.本技术一些实施例中，根据风能利用率修正发电机运行参数，具体为：
61.根据风能利用率确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正，设定桨距角为w；
62.设定风能利用率为q，预设风能利用率阈值数组q0(q1，q2，q3，q4)，其中，第一预设风能利用率阈值为q1，第二预设风能利用率阈值为q2，第三预设风能利用率阈值为q3，第四预设风能利用率阈值为q4，且q1＜q2＜q3＜q4；
63.预设发电机运行参数修正值数组f0(f1，f2，f3，f4)，其中，第一预设发电机运行参数修正值为f1，第二预设发电机运行参数修正值为f2，第三预设发电机运行参数修正值为f3，第四预设发电机运行参数修正值为f4，且1＜f1＜f2＜f3＜f4＜1.8；
64.根据风能利用率与各个预设风能利用率阈值之间的关系确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正；
65.若q＜q1，确定第一预设发电机运行参数修正值f1作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f1；
66.若q1≤q＜q2，确定第二预设发电机运行参数修正值f2作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f2；
67.若q2≤q＜q3，确定第三预设发电机运行参数修正值f3作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f3；
68.若q3≤q＜q4，确定第四预设发电机运行参数修正值f4作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f4。
69.对应的，本技术还提供了一种风力发电机控制装置，所述装置包括：
70.检测模块，用于判断叶片上是否存在覆冰情况；
71.第一控制模块，用于若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；
72.第二控制模块，用于若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。
73.通过应用以上技术方案，判断叶片上是否存在覆冰情况；若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。本技术首先检测叶片上是否存在覆冰情况，若是通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。根据覆冰影响参数得到片升阻比，根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数，从而提高发电机的发电效率，保证了发电机控制的精度，节约了大量运行成本。
附图说明
74.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
75.图1示出了本发明实施例提出的一种风力发电机控制方法的流程示意图；
76.图2示出了本发明实施例提出的一种风力发电机控制装置的结构示意图；
77.图3示出了本发明另一实施例提出的最优功率和风速的关系示意图；
78.图4示出了本发明另一实施例提出转速和风速的关系示意图；
79.图5示出了本发明另一实施例提出桨距角和风速的关系示意图；
80.图6示出了本发明实施例提出的覆冰控制模式的流程示意图。
具体实施方式
81.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
82.本技术实施例提供一种风力发电机控制方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
83.步骤s101，判断叶片上是否存在覆冰情况。
84.本实施例中，通过现有的设备或检测装置，检测风力发电机叶片上是否存在覆冰现象。
85.步骤s102，若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数。
86.为了提高发电机控制的可靠性，本技术一些实施例中，未覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：获取风速，设定风速为v，切入风速为v1，预设风速为v2，额定风速为v3，切出风速为v4，发电机运行参数包括转速和桨距角，且v1＜v2＜v3＜v4；若v1≤v＜v2，保持桨距角不变，根据风速控制转速；若v2≤v＜v3，判断转速是否达到额定转速，若转速已达到额定转速，则保持转速不变，若转速未达到额定转速，则根据风速控制转速；若v3≤v＜v4，保持转速不变，根据风速调整桨距角；若v4≤v，调整桨距角至90度，发电机进入停机模式。
87.本实施例中，如图3-5所示，pn为最优功率，ω为转速，图5纵坐标为桨距角。此处所指风速为外界风速，风力发电机正常运行时，存在以下几种情况：
88.情况1，v＜v1，风速低于切入风速，风能太小，不能带动风机旋转或虽能旋转，但是发电量过低，不能抵消运行成本，因此，不发电。
89.情况2，v1≤v＜v2，如图可知，随风速增加，需要控制转速增加，功率方可增加。桨距角保持不变，寻求最大风能捕获。
90.情况3，v2≤v＜v3，此时风速转速应该达到额定转速，若未达到应该提高至额定转速，由于部件机械强度的限制，应该保持额定转速不变，此时达到功率极限。
91.情况4，v3≤v＜v4，达到极限功率后，控制桨距角，机组进入功率恒定区。
92.步骤s103，若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。
93.为了提高控制的准确性，本技术一些实施例中，通过覆冰控制模式控制发电机运行参数，如图6所示，具体为以下步骤：
94.步骤s301，获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度。
95.为了提高确定覆冰类型的准确性，本技术一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰类型，具体为：
96.覆冰影响参数包括含水量、温度、过冷水滴平均有效直径和风速，设定含水量为a，温度为b；
97.预设含水量阈值数组a0(a1，a2，a3)，其中，第一预设含水量阈值为a1，第二预设含水量阈值为a2，第三预设含水量阈值为a3，且a1＜a2＜a3；
98.在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，得到第一初步覆冰类型；
99.若a＜a1，确定第一初步覆冰类型为雾凇覆冰；
100.若a1≤a＜a2，确定第一初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
101.若a2≤a＜a3，确定第一初步覆冰类型为雨凇覆冰；
102.预设温度阈值数组b0(b1，b2，b3)，其中，第一预设温度阈值为b1，第二预设温度阈值为b2，第三预设温度阈值为b3，且b1＜b2＜b3；
103.在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据温度与各个预设温度阈值之间的关系，得到第二初步覆冰类型；
104.若b＜b1，确定第二初步覆冰类型为雾凇覆冰；
105.若b1≤b＜b2，确定第二初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
106.若b2≤b＜b3，确定第二初步覆冰类型为雨凇混合覆冰。
107.本实施例中，含水量是空气中液态水含量是指单位体积空气中含有的液态水滴总质量，温度是物体表面附近的环境温度(叶片附近温度)，过冷水滴平均有效直径，一般采用体积与过冷水滴相等的等量球的直径，来表征其大小，并将空气中的所有过冷水滴等效为某一尺寸，即水滴平均有效直径。风速为外界风速。覆冰情况包括覆冰类型和覆冰厚度，两者是影响风力发电的主要因素。覆冰影响参数是决定覆冰类型和覆冰厚度的关键因素。在覆冰影响参数中对覆冰类型影响最大的是含水量和温度，其余参数影响较小，在此不考虑入内。风力发电机叶片覆冰类型主要包括雨凇覆冰和雾凇覆冰。第一放行条件为冷水滴平均有效直径和风速等参数在一定时间内符合预设要求。对于给定温度和水滴直径的条件下，液态水含量的大小决定了物体表面的覆冰类型，并且在雨凇覆冰时，随着液态水含量增大，物体表面溢流水增多，加速了覆冰表面水膜流动，增大叶片表面覆冰区域。含水量越多，覆冰类型越往雨凇覆冰靠拢。
108.物体表面附近的环境温度决定了物体表面覆冰控制体的过冷水滴冻结系数。例如，在空气中过冷却水滴中值直径为20μm，空气中液态水含量为0.2g/m3，在叶片周围环境温度低于-10℃时，叶片表面形成雾凇，高于-10℃时，叶片表面形成雨凇，其它条件相同情况下的雨凇覆冰过程中，温度越低，冻结系数和覆冰强度越大，并且，覆冰类型逐渐由雨凇向雾凇变换。温度越低(温度阈值)越向雾凇靠拢，温度越高越向雨凇靠拢。
109.需要说明的是，获取覆冰影响参数的具体手段为，含水量和过冷水滴平均有效直径是通过风电场采集的云雾滴谱数据和气象学云雾滴谱计算的得到的，温度和风速等参数可以直接通过设备检测到。其余能获取上述参数的手段同样均可。
110.本技术一些实施例中，所述方法还包括：
111.根据第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型确定覆冰类型；
112.若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雾凇覆冰，则确定覆冰类型为雾凇覆冰；
113.若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇覆冰，则确定覆冰类型为雨凇覆冰；
114.若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇雾凇混合覆冰，则确定覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰。
115.本实施例中，第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为单个因素的初始判断，只有两者均符合要求时，方能确定覆冰类型。即含水量和温度均满足时，确定覆冰类型。此外，若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型不同，则根据含水量和温度参数的预设权重，确定两个参数谁影响更大，从而决定覆冰类型。
116.步骤s302，根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶
片升阻比。
117.本技术一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：
118.预设含水量阈值数组a9(a4，a5，a6，a7)，其中，第四预设含水量阈值为a4，第五预设含水量阈值为a5，第六预设含水量阈值为a6，第七预设含水量阈值为a7，且a4＜a5＜a6＜a7；
119.设定初始覆冰厚度为c，预设初始覆冰厚度数组c0(c1，c2，c3，c4)，其中，第一预设初始覆冰厚度为c1，第二预设初始覆冰厚度为c2，第三预设初始覆冰厚度为c3，第四预设初始覆冰厚度为c4，且c1＜c2＜c3＜c4；
120.根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，确定初始覆冰厚度数据；
121.若a＜a4，确定第一预设初始覆冰厚度c1作为初始覆冰厚度；
122.若a4≤a＜a5，确定第二预设初始覆冰厚度c2作为初始覆冰厚度；
123.若a5≤a＜a6，确定第三预设初始覆冰厚度c3作为初始覆冰厚度；
124.若a6≤a＜a7，确定第四预设初始覆冰厚度c4作为初始覆冰厚度。
125.本实施例中，覆冰影响参数中对厚度影响最大的是含水量和风速。含水量越多，厚度越大，且可能覆盖面积越大。通过含水量确定初始覆冰厚度，可以理解为，无风的时候覆冰厚度。风速影响厚度的增加量，初始覆冰厚度和增加量之和即为覆冰厚度。
126.本技术一些实施例中，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：
127.根据风速确定覆冰厚度增加量，根据初始覆冰厚度和覆冰厚度增加量得到覆冰厚度；
128.预设风速阈值数组v0(v5，v6，v7，v8)，其中，第一预设风速阈值为v5，第二预设风速阈值为v6，第三预设风速阈值为v7，第四预设风速阈值为v8，且v5＜v6＜v7＜v8；
129.预设覆冰厚度增加量数组d0(d1，d2，d3，d4)，其中，第一预设覆冰厚度增加量为d1，第二预设覆冰厚度增加量为d2，第三预设覆冰厚度增加量为d3，第四预设覆冰厚度增加量为d4，且d1＜d2＜d3＜d4；
130.根据风速与各个预设风速阈值之间的关系，确定覆冰厚度增加量；
131.若v＜v5，确定第一预设覆冰厚度增加量d1作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d1；
132.若v5≤v＜v6，确定第二预设覆冰厚度增加量d2作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d2；
133.若v6≤v＜v7，确定第三预设覆冰厚度增加量d3作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d3；
134.若v7≤v＜v8，确定第四预设覆冰厚度增加量d4作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d4。
135.为了提高控制的准确性，本技术一些实施例中，根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比，具体为：
136.若覆冰类型为雾凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第一级别，叶片升阻比为第一区间值；
137.若覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第二级别，叶片升阻比为第二区间值；
138.若覆冰类型为雨凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第三级别，叶片升阻比为第三区间值；
139.其中，第一级别、第二级别、第三级别的严重程度逐渐增加，第一区间值、第二区间值、第三区间值的大小逐渐降低，覆冰厚度c+d0为c+d1或c+d2或c+d3或c+d4。
140.本实施例中，将覆冰类型和覆冰厚度结合确定覆冰严重度(按预设的对应关系得到)，根据不同的覆冰厚度c+d0，在第一区间值或第二区间值或第三区间值确定不同的对应点值。经过现有的实验或数据证明，雨凇覆冰对发电机影响最大，雾凇覆冰最小。
141.可以理解的是，若覆冰厚度高于c+d0，则说明覆冰过厚，会影响机组运行，应该立即停止机组运行，否则可能会出现安全事故。
142.步骤s303，根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。
143.本实施例中，叶尖速比是叶片叶尖线速度与风速的比值tsr，它是表示风力机性能的另一重要参数。公式如下：
[0144][0145]
其中，ω为风力机旋转角速度，rad/s；n为风力机旋转速度(转速)，r/min；r为风力机风轮半径，m。叶尖速比表征了风力机在一定风速下运转速度的高低，故亦称高速性系数。
[0146]
现有的实验或公式推导中，得到了风能利用率与叶片升阻比和叶尖速比的关系，对于理想风力发电机，风能利用率只与叶片升阻比、叶尖速比有关。叶尖速比一定时，叶片升阻比降低，风能利用率降低，导致输出功率降低，呈正相关。因此，根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率。
[0147]
为了提高控制的准确性，本技术一些实施例中，根据风能利用率修正发电机运行参数，具体为：
[0148]
根据风能利用率确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正，设定桨距角为w；
[0149]
设定风能利用率为q，预设风能利用率阈值数组q0(q1，q2，q3，q4)，其中，第一预设风能利用率阈值为q1，第二预设风能利用率阈值为q2，第三预设风能利用率阈值为q3，第四预设风能利用率阈值为q4，且q1＜q2＜q3＜q4；
[0150]
预设发电机运行参数修正值数组f0(f1，f2，f3，f4)，其中，第一预设发电机运行参数修正值为f1，第二预设发电机运行参数修正值为f2，第三预设发电机运行参数修正值为f3，第四预设发电机运行参数修正值为f4，且1＜f1＜f2＜f3＜f4＜1.8；
[0151]
根据风能利用率与各个预设风能利用率阈值之间的关系确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正；
[0152]
若q＜q1，确定第一预设发电机运行参数修正值f1作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f1；
[0153]
若q1≤q＜q2，确定第二预设发电机运行参数修正值f2作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f2；
[0154]
若q2≤q＜q3，确定第三预设发电机运行参数修正值f3作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f3；
[0155]
若q3≤q＜q4，确定第四预设发电机运行参数修正值f4作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f4。
[0156]
本实施例中，根据风能利用率修正桨距角，需要注意的是，控制桨距角一般在v3≤v＜v4时，此时转速保持额定转速不变，满足上述风能利用率、叶片升阻比、叶尖速比之间的关系。从而对桨距角进行修正。
[0157]
可以理解的是，本领域技术人员也可以根据上述思想控制其余发电机运行参数，这均属于本技术的保护范围。
[0158]
通过应用以上技术方案，判断叶片上是否存在覆冰情况；若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。本技术首先检测叶片上是否存在覆冰情况，若是通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。根据覆冰影响参数得到片升阻比，根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数，从而提高发电机的发电效率，保证了发电机控制的精度，节约了大量运行成本。
[0159]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
[0160]
为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
[0161]
对应的，本技术还提供了一种风力发电机控制装置，如图2所示，所述装置包括：
[0162]
检测模块201，用于判断叶片上是否存在覆冰情况；
[0163]
第一控制模块202，用于若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；
[0164]
第二控制模块203，用于若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。
[0165]
本技术一些实施例中，第一控制模块202，具体用于：
[0166]
获取风速，设定风速为v，切入风速为v1，预设风速为v2，额定风速为v3，切出风速为v4，发电机运行参数包括转速和桨距角，且v1＜v2＜v3＜v4；
[0167]
若v1≤v＜v2，保持桨距角不变，根据风速控制转速；
[0168]
若v2≤v＜v3，判断转速是否达到额定转速，若转速已达到额定转速，则保持转速不变，若转速未达到额定转速，则根据风速控制转速；
[0169]
若v3≤v＜v4，保持转速不变，根据风速调整桨距角；
[0170]
若v4≤v，调整桨距角至90度，发电机进入停机模式。
[0171]
本技术一些实施例中，第二控制模块203具体用于：
[0172]
获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；
[0173]
根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；
[0174]
根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。
[0175]
本技术一些实施例中，第二控制模块203具体用于：
[0176]
覆冰影响参数包括含水量、温度、过冷水滴平均有效直径和风速，设定含水量为a，温度为b；
[0177]
预设含水量阈值数组a0(a1，a2，a3)，其中，第一预设含水量阈值为a1，第二预设含水量阈值为a2，第三预设含水量阈值为a3，且a1＜a2＜a3；
[0178]
在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，得到第一初步覆冰类型；
[0179]
若a＜a1，确定第一初步覆冰类型为雾凇覆冰；
[0180]
若a1≤a＜a2，确定第一初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
[0181]
若a2≤a＜a3，确定第一初步覆冰类型为雨凇覆冰；
[0182]
预设温度阈值数组b0(b1，b2，b3)，其中，第一预设温度阈值为b1，第二预设温度阈值为b2，第三预设温度阈值为b3，且b1＜b2＜b3；
[0183]
在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据温度与各个预设温度阈值之间的关系，得到第二初步覆冰类型；
[0184]
若b＜b1，确定第二初步覆冰类型为雾凇覆冰；
[0185]
若b1≤b＜b2，确定第二初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；
[0186]
若b2≤b＜b3，确定第二初步覆冰类型为雨凇混合覆冰。
[0187]
本技术一些实施例中，所述方法还包括：
[0188]
根据第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型确定覆冰类型；
[0189]
若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雾凇覆冰，则确定覆冰类型为雾凇覆冰；
[0190]
若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇覆冰，则确定覆冰类型为雨凇覆冰；
[0191]
若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇雾凇混合覆冰，则确定覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰。
[0192]
本技术一些实施例中，第二控制模块203具体用于：
[0193]
预设含水量阈值数组a9(a4，a5，a6，a7)，其中，第四预设含水量阈值为a4，第五预设含水量阈值为a5，第六预设含水量阈值为a6，第七预设含水量阈值为a7，且a4＜a5＜a6＜a7；
[0194]
设定初始覆冰厚度为c，预设初始覆冰厚度数组c0(c1，c2，c3，c4)，其中，第一预设初始覆冰厚度为c1，第二预设初始覆冰厚度为c2，第三预设初始覆冰厚度为c3，第四预设初始覆冰厚度为c4，且c1＜c2＜c3＜c4；
[0195]
根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，确定初始覆冰厚度数据；
[0196]
若a＜a4，确定第一预设初始覆冰厚度c1作为初始覆冰厚度；
[0197]
若a4≤a＜a5，确定第二预设初始覆冰厚度c2作为初始覆冰厚度；
[0198]
若a5≤a＜a6，确定第三预设初始覆冰厚度c3作为初始覆冰厚度；
[0199]
若a6≤a＜a7，确定第四预设初始覆冰厚度c4作为初始覆冰厚度。
[0200]
本技术一些实施例中，第二控制模块203具体用于：
[0201]
根据风速确定覆冰厚度增加量，根据初始覆冰厚度和覆冰厚度增加量得到覆冰厚度；
[0202]
预设风速阈值数组v0(v5，v6，v7，v8)，其中，第一预设风速阈值为v5，第二预设风速阈值为v6，第三预设风速阈值为v7，第四预设风速阈值为v8，且v5＜v6＜v7＜v8；
[0203]
预设覆冰厚度增加量数组d0(d1，d2，d3，d4)，其中，第一预设覆冰厚度增加量为d1，第二预设覆冰厚度增加量为d2，第三预设覆冰厚度增加量为d3，第四预设覆冰厚度增加量为d4，且d1＜d2＜d3＜d4；
[0204]
根据风速与各个预设风速阈值之间的关系，确定覆冰厚度增加量；
[0205]
若v＜v5，确定第一预设覆冰厚度增加量d1作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d1；
[0206]
若v5≤v＜v6，确定第二预设覆冰厚度增加量d2作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d2；
[0207]
若v6≤v＜v7，确定第三预设覆冰厚度增加量d3作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d3；
[0208]
若v7≤v＜v8，确定第四预设覆冰厚度增加量d4作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d4。
[0209]
本技术一些实施例中，第二控制模块203具体用于：
[0210]
若覆冰类型为雾凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第一级别，叶片升阻比为第一区间值；
[0211]
若覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第二级别，叶片升阻比为第二区间值；
[0212]
若覆冰类型为雨凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第三级别，叶片升阻比为第三区间值；
[0213]
其中，第一级别、第二级别、第三级别的严重程度逐渐增加，第一区间值、第二区间值、第三区间值的大小逐渐降低，覆冰厚度c+d0为c+d1或c+d2或c+d3或c+d4。
[0214]
本技术一些实施例中，第二控制模块203具体用于：
[0215]
根据风能利用率确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正，设定桨距角为w；
[0216]
设定风能利用率为q，预设风能利用率阈值数组q0(q1，q2，q3，q4)，其中，第一预设风能利用率阈值为q1，第二预设风能利用率阈值为q2，第三预设风能利用率阈值为q3，第四预设风能利用率阈值为q4，且q1＜q2＜q3＜q4；
[0217]
预设发电机运行参数修正值数组f0(f1，f2，f3，f4)，其中，第一预设发电机运行参数修正值为f1，第二预设发电机运行参数修正值为f2，第三预设发电机运行参数修正值为f3，第四预设发电机运行参数修正值为f4，且1＜f1＜f2＜f3＜f4＜1.8；
[0218]
根据风能利用率与各个预设风能利用率阈值之间的关系确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正；
[0219]
若q＜q1，确定第一预设发电机运行参数修正值f1作为发电机运行参数修正值，修
正后的桨距角为w*f1；
[0220]
若q1≤q＜q2，确定第二预设发电机运行参数修正值f2作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f2；
[0221]
若q2≤q＜q3，确定第三预设发电机运行参数修正值f3作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f3；
[0222]
若q3≤q＜q4，确定第四预设发电机运行参数修正值f4作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f4。
[0223]
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
[0224]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所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；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种风力发电机控制方法，其特征在于，所述方法包括：判断叶片上是否存在覆冰情况；若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，未覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：获取风速，设定风速为v，切入风速为v1，预设风速为v2，额定风速为v3，切出风速为v4，发电机运行参数包括转速和桨距角，且v1＜v2＜v3＜v4；若v1≤v＜v2，保持桨距角不变，根据风速控制转速；若v2≤v＜v3，判断转速是否达到额定转速，若转速已达到额定转速，则保持转速不变，若转速未达到额定转速，则根据风速控制转速；若v3≤v＜v4，保持转速不变，根据风速调整桨距角；若v4≤v，调整桨距角至90度，发电机进入停机模式。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过覆冰控制模式控制发电机运行参数，具体为：获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据覆冰影响参数确定覆冰类型，具体为：覆冰影响参数包括含水量、温度、过冷水滴平均有效直径和风速，设定含水量为a，温度为b；预设含水量阈值数组a0(a1，a2，a3)，其中，第一预设含水量阈值为a1，第二预设含水量阈值为a2，第三预设含水量阈值为a3，且a1＜a2＜a3；在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，得到第一初步覆冰类型；若a＜a1，确定第一初步覆冰类型为雾凇覆冰；若a1≤a＜a2，确定第一初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；若a2≤a＜a3，确定第一初步覆冰类型为雨凇覆冰；预设温度阈值数组b0(b1，b2，b3)，其中，第一预设温度阈值为b1，第二预设温度阈值为b2，第三预设温度阈值为b3，且b1＜b2＜b3；在覆冰影响参数满足第一放行条件时，根据温度与各个预设温度阈值之间的关系，得到第二初步覆冰类型；若b＜b1，确定第二初步覆冰类型为雾凇覆冰；若b1≤b＜b2，确定第二初步覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰；若b2≤b＜b3，确定第二初步覆冰类型为雨凇混合覆冰。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型确定覆冰类型；若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雾凇覆冰，则确定覆冰类型为雾凇覆冰；
若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇覆冰，则确定覆冰类型为雨凇覆冰；若第一初步覆冰类型和第二初步覆冰类型均为雨凇雾凇混合覆冰，则确定覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：预设含水量阈值数组a9(a4，a5，a6，a7)，其中，第四预设含水量阈值为a4，第五预设含水量阈值为a5，第六预设含水量阈值为a6，第七预设含水量阈值为a7，且a4＜a5＜a6＜a7；设定初始覆冰厚度为c，预设初始覆冰厚度数组c0(c1，c2，c3，c4)，其中，第一预设初始覆冰厚度为c1，第二预设初始覆冰厚度为c2，第三预设初始覆冰厚度为c3，第四预设初始覆冰厚度为c4，且c1＜c2＜c3＜c4；根据含水量与各个预设含水量阈值之间的关系，确定初始覆冰厚度数据；若a＜a4，确定第一预设初始覆冰厚度c1作为初始覆冰厚度；若a4≤a＜a5，确定第二预设初始覆冰厚度c2作为初始覆冰厚度；若a5≤a＜a6，确定第三预设初始覆冰厚度c3作为初始覆冰厚度；若a6≤a＜a7，确定第四预设初始覆冰厚度c4作为初始覆冰厚度。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据覆冰影响参数确定覆冰厚度，具体为：根据风速确定覆冰厚度增加量，根据初始覆冰厚度和覆冰厚度增加量得到覆冰厚度；预设风速阈值数组v0(v5，v6，v7，v8)，其中，第一预设风速阈值为v5，第二预设风速阈值为v6，第三预设风速阈值为v7，第四预设风速阈值为v8，且v5＜v6＜v7＜v8；预设覆冰厚度增加量数组d0(d1，d2，d3，d4)，其中，第一预设覆冰厚度增加量为d1，第二预设覆冰厚度增加量为d2，第三预设覆冰厚度增加量为d3，第四预设覆冰厚度增加量为d4，且d1＜d2＜d3＜d4；根据风速与各个预设风速阈值之间的关系，确定覆冰厚度增加量；若v＜v5，确定第一预设覆冰厚度增加量d1作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d1；若v5≤v＜v6，确定第二预设覆冰厚度增加量d2作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d2；若v6≤v＜v7，确定第三预设覆冰厚度增加量d3作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d3；若v7≤v＜v8，确定第四预设覆冰厚度增加量d4作为覆冰厚度增加量，则覆冰厚度为c+d4。8.如权利要求5或7所述的方法，其特征在于，根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比，具体为：若覆冰类型为雾凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第一级别，叶片升阻比为第一区间值；若覆冰类型为雨凇雾凇混合覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第二级别，叶片升阻比为第二区间值；若覆冰类型为雨凇覆冰，且覆冰厚度为c+d0，则覆冰严重程度为第三级别，叶片升阻比为第三区间值；其中，第一级别、第二级别、第三级别的严重程度逐渐增加，第一区间值、第二区间值、
第三区间值的大小逐渐降低，覆冰厚度c+d0为c+d1或c+d2或c+d3或c+d4。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据风能利用率修正发电机运行参数，具体为：根据风能利用率确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正，设定桨距角为w；设定风能利用率为q，预设风能利用率阈值数组q0(q1，q2，q3，q4)，其中，第一预设风能利用率阈值为q1，第二预设风能利用率阈值为q2，第三预设风能利用率阈值为q3，第四预设风能利用率阈值为q4，且q1＜q2＜q3＜q4；预设发电机运行参数修正值数组f0(f1，f2，f3，f4)，其中，第一预设发电机运行参数修正值为f1，第二预设发电机运行参数修正值为f2，第三预设发电机运行参数修正值为f3，第四预设发电机运行参数修正值为f4，且1＜f1＜f2＜f3＜f4＜1.8；根据风能利用率与各个预设风能利用率阈值之间的关系确定发电机运行参数修正值，根据发电机运行参数修正值对桨距角进行修正；若q＜q1，确定第一预设发电机运行参数修正值f1作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f1；若q1≤q＜q2，确定第二预设发电机运行参数修正值f2作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f2；若q2≤q＜q3，确定第三预设发电机运行参数修正值f3作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f3；若q3≤q＜q4，确定第四预设发电机运行参数修正值f4作为发电机运行参数修正值，修正后的桨距角为w*f4。10.一种风力发电机控制装置，其特征在于，所述装置包括：检测模块，用于判断叶片上是否存在覆冰情况；第一控制模块，用于若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；第二控制模块，用于若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。

技术总结
本发明公开了一种风力发电机控制方法及装置，涉及风力发电机控制技术领域，该方法包括，判断叶片上是否存在覆冰情况；若叶片上不存在覆冰情况，则通过未覆冰控制模式控制发电机运行参数；若叶片上存在覆冰情况，则通过覆冰控制模式控制发电机运行参数。获取覆冰影响参数，根据覆冰影响参数确定覆冰类型和覆冰厚度；根据覆冰类型和覆冰厚度得到覆冰严重度，根据覆冰严重程度确定叶片升阻比；根据叶片升阻比和叶尖速比确定风能利用率，根据风能利用率修正发电机运行参数。从而提高发电机的发电效率，保证了发电机控制的精度，节约了大量运行成本。行成本。行成本。


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：2022.11.24
技术公布日：2023/5/24