风力发电机组转速被动动态区间穿越方法、装置、设备与流程

1.本发明涉及风力发电机组控制策略领域，具体涉及高柔塔控制领域，具体提供风力发电机组转速被动动态区间穿越方法、装置、设备。


背景技术：

2.随着国家对绿色能源的大力推广，低风速地区的风电装机规模逐渐增加。而高柔塔架产品因其更易捕捉风能，具有高收益、低成本的优势，也获得了市场的青睐。高柔塔机型的应用有效地增加了发电量、降低了成本，逐渐成为行业主流。与传统钢塔机组相比，柔塔其固有频率有所降低，易发生风轮转动与塔架共振现象，会大量消耗机组使用寿命，也就是说，柔塔机组较难避开塔架一阶共振区间，需充分考虑塔架一阶共振的抑制问题。
3.柔性塔架设计的最为突出的特点为塔架一阶频率处在叶轮1p运行转速带。柔性塔架的一阶频率低于叶轮转频1p，机组在运行转速带之间的某一点转频和塔架一阶频率相交，如果运行转速稳定在此点，则机组会产生共振。由于柔性塔筒自身的结构特性，柔性塔筒必然存在一阶共振的问题。
4.实现高柔塔的避振是柔塔应用的前提条件，为能使高柔塔机组在运行时避开一阶振动，提高机组运行的安全性和可靠性，提供一种风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，通过动态调整机组的共振区间，使转速在共振区间内快速穿越，避免塔筒频率与风轮转频产生共振是非常有必要的。


技术实现要素：

5.实现高柔塔的避振是柔塔应用的前提条件，为能使高柔塔机组在运行时避开一阶振动，提高机组运行的安全性和可靠性，本发明提供风力发电机组转速被动动态区间穿越方法、装置、设备，通过动态调整机组的共振区间，使转速在共振区间内快速穿越，避免塔筒频率与风轮转频产生共振，相比传统的转速避让方法，本方法能够提升发电量，调整过程更加智能。
6.第一方面，本发明技术方案提供风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，包括如下步骤：确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；计算动态转速穿越的前提条件；计算塔顶加速度包络；塔顶加速度的取包络计算，加速度包括前后和侧向加速度，取包络计算之前首先对前后和侧向加速度进行低通滤波，包络的周期为塔筒一阶频率对应的周期。
7.根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；穿越后调整转速避让区间；
根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。
8.作为本发明技术方案的进一步限定，根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点的步骤包括：根据转速-转矩曲线表和转速避让区间确定初始最大与最小转矩设定点；若实测转速小于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到小于转速避让区间下限转速；若实测转速大于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到大于转速避让区间上限转速；根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点，若限功率，则设置最大转矩设定点等于限功率转矩设定点。
9.机组限功率情况下的动态转速与功率穿越控制。其中限功率有多种场景，如电网调度使机组限功率、机组本身因各种情况需要限功率等。限功率条件下，需要根据最小运行转速、转速避让区间下限值、转速避让区间上限值划分不同的区域进行控制，避开共振转速区域。即若机组不限功率，根据转速-转矩曲线和转速避让区间确定转速与转矩设定点；若机组限功率，则根据限功率情况计算出限功率转速与限功率转矩设定点，令最大转矩设定点等于限功率转矩设定点。
10.作为本发明技术方案的进一步限定，计算动态转速穿越的前提条件的步骤包括：转速避让区间的最低转速对应的转矩值大于或等于最大转矩设定点并持续设定时间且转速避让区间上限转速值与限功率转速设定点的差小于第一阈值，则具备转速向上穿越的条件；转速避让区间的最高转速对应的转矩值小于或等于最小转矩设定点并持续设定时间且转速避让区间下限转速值与限功率转速设定点的差小于第一阈值，则具备转速向下穿越的条件。
11.作为本发明技术方案的进一步限定，根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越的步骤包括：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；若是，执行步骤：穿越后调整转速避让区间；若否，执行步骤：计算动态转速穿越的前提条件。
12.作为本发明技术方案的进一步限定，根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越的步骤包括：统计设定时间长度、设定数量的数据得到机组正常运行状态下的不同风速大小与加速度包络大小的关系曲线；根据当前风速插值风速-加速度包络插值表，得出机组加速度包络正常水平值，若当前实际加速度包络值超出加速度包络正常水平值的设定百分比，则开启动态转速穿越功能。
13.作为本发明技术方案的进一步限定，穿越后调整转速避让区间的步骤包括：根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间；当需要调整转速避让区间时，编制加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分
比与转速避让区间调整百分比的插值表；根据当前加速度包络值超出加速度包络正常水平值的百分比，插值编制的插值表，得到转速避让区间调整百分比。
14.作为本发明技术方案的进一步限定，根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间的步骤包括：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小，对比加速度包络值是否进入了正常范围；若加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值第二阈值百分比，判断需要调整转速避让区间。
15.作为本发明技术方案的进一步限定，根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点的步骤包括：根据调整后的转速避让区间下限转速值插值转速-转矩曲线表，得到转速避让区间上限值对应的最小转矩设定点；根据转速避让区间的最大转速值插值转速转矩曲线表，得到转速避让区间下限值对应的最大转矩设定点。
16.根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间，确定转速避让区间调整大小。即本次穿越完成后，重新根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小，来对比加速度包络值是否进入了正常范围，若加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值一定百分比，那么需要调整转速避让区间。
17.转速避让区间的调整方法是，首先结合数据和经验，编制加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比的插值表；然后，根据当前加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值的百分比，插值上述插值表，得到转速避让区间调整百分比。
18.第二方面，本发明技术方案提供风力发电机组转速被动动态区间穿越装置，包括初始值确定模块、设定点确定模块、穿越条件计算模块、加速度包络计算模块、判断模块、区间调整模块、设定点调整模块；初始值确定模块，用于确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；设定点确定模块，用于根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；穿越条件计算模块，用于计算动态转速穿越的前提条件；加速度包络计算模块，用于计算塔顶加速度包络；判断模块，用于根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；区间调整模块，用于穿越后调整转速避让区间；设定点调整模块，用于根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。
19.第三方面，本发明技术方案还提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法。
20.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：通过动态调整机组的共振区间，使转速在共振区间内快速穿越，避免塔筒频率与风轮转频产生共振，相比传统的转速避让方法，本方法能够动态调整转速避让区间，调整方式更为智能，不受限功率等因素的影响，可提升发电量，提高风电机组运行可靠性。
21.此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
22.由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
24.图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
25.图2是风力发电机组转速与功率被动动态区间穿越示意图。
26.图3是转速-转矩曲线示意图。
27.图4是风速-加速度包络曲线示意图。
28.图5是加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比关系曲线图。
29.图6是本发明一个实施例的装置的示意性框图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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。
31.如图1所示，本发明实施例提供风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，包括如下步骤：步骤1：确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；塔架频率可以从坎贝尔图中获得。
32.根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率。塔架一阶频率对应的发电机转速的计算方法为：式中，gs为发电机转速，tf为塔架一阶频率，gr为传动比。
33.初始转速避让区间的确定方法为；转速避让区间下限为gs*(1-frac)，转速避让区
间上限为gs*(1+frac)，frac为百分比。
34.转速穿越速率需要比正常转速变化率快，根据实际情况进行确定。
35.步骤2：根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；步骤3：计算动态转速穿越的前提条件；步骤4：计算塔顶加速度包络；塔顶加速度的取包络计算，加速度包括前后和侧向加速度，取包络计算之前首先对前后和侧向加速度进行低通滤波，包络的周期为塔筒一阶频率对应的周期。
36.步骤5：根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；步骤6：穿越后调整转速避让区间；步骤7：根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。
37.在有些事实例中，根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点的步骤包括：步骤21：根据转速-转矩曲线表和转速避让区间确定初始最大与最小转矩设定点；步骤22：若实测转速小于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到小于转速避让区间下限转速；步骤23：若实测转速大于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到大于转速避让区间上限转速；步骤24：根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点，若限功率，则设置最大转矩设定点等于限功率转矩设定点。
38.初始转矩设定点的确定，初始转矩设定点的设置方法为，根据转速-转矩曲线，制作插值表进行插值，转速-转矩曲线为通过统计长时间的、大量的数据，统计得到机组正常运行状态下的不同转速与转矩的关系曲线。
39.转速避让区间下限转速值插值得出的转矩为高转速最小转矩设定点，转速避让区间上限转速值插值得出的转矩为低转速最大转矩设定点。
40.若实测转速小于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到转速避让区间下限转速以下；若实测转速大于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到转速避让区间上限转速以上。
41.机组限功率情况下的动态转速与功率穿越控制。其中限功率有多种场景，如电网调度使机组限功率、机组本身因各种情况需要限功率等。限功率条件下，需要根据最小运行转速、转速避让区间下限值、转速避让区间上限值划分不同的区域进行控制，避开共振转速区域。即若机组不限功率，根据转速-转矩曲线和转速避让区间确定转速与转矩设定点；若机组限功率，则根据限功率情况计算出限功率转速与限功率转矩设定点，令最大转矩设定点等于限功率转矩设定点。
42.根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点，若限功率，则最大转矩设定点等于限功率转矩设定点；限功率条件下，需要根据最小运行转速、转速避让区间下限值、转速避让区间上限值划分不同的区域进行控制，避开共振转速区域，如下所示：power1=kopt*w_min*w_min*w_minpower2=kopt*lowspd_exclusion*lowspd_exclusion*lowspd_exclusion
power3=kopt*highspd_exclusion*highspd_exclusion*lowspd_exclusionpower4=kopt*highspd_ exclusion*highspd_ exclusion*highspd_ exclusionpower5=kopt*w_max*w_max*w_max上式中power1、power2、power3、power4、power5分别为不同区域的功率值，用来进行区域判断；kopt为机组最优增益，w_min为最小运行转速、w_max为最大运行转速、lowspd_exclusion为转速区间的下限转速值、highspd_exclusion为转速区间的上限转速值；即若机组限功率，则根据限功率情况计算出限功率转速与限功率转矩设定点，令最大转矩设定点等于限功率转矩设定点。
43.在有些实施例中，根据风速-加速度包络曲线和当前加速度大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越。风速-加速度包络曲线，该曲线为通过统计长时间的、大量的数据，统计得到机组正常运行状态下的不同风速大小与加速度包络大小的关系曲线；计算动态转速穿越的前提条件的步骤包括：步骤31：转速避让区间的最低转速对应的转矩值大于或等于最大转矩设定点并持续设定时间且转速避让区间上限转速值与限功率转速设定点的差小于第一阈值，则具备转速向上穿越的条件；步骤32：转速避让区间的最高转速对应的转矩值小于或等于最小转矩设定点并持续设定时间且转速避让区间下限转速值与限功率转速设定点的差小于第一阈值，则具备转速向下穿越的条件。
44.转速避让区间的最低转速对应的转矩值大于等于最大转矩设定点并持续一定时间且转速避让区间上限转速值与限功率转速设定点相近，则具备转速向上穿越的条件，转速穿越后，将转速限制到避让区间上限转速值以上；或转速避让区间的最高转速对应的转矩值小于等于最小转矩设定点并持续一定时间且转速避让区间下限转速值与限功率转速设定点相近，则具备转速向下穿越的条件，转速穿越后，将转速限制到避让区间下限转速值以下。
45.在有些实施例中，根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越的步骤包括：步骤51：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；若是，执行步骤6：穿越后调整转速避让区间；若否，执行步骤3：计算动态转速穿越的前提条件。
46.在这里，根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越的步骤包括：统计设定时间长度、设定数量的数据得到机组正常运行状态下的不同风速大小与加速度包络大小的关系曲线；根据当前风速插值风速-加速度包络插值表，得出机组加速度包络正常水平值，若当前实际加速度包络值超出加速度包络正常水平值的设定百分比，则开启动态转速穿越功能。
47.在有些实施例中，穿越后调整转速避让区间的步骤包括：步骤61：根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间；
步骤62：当需要调整转速避让区间时，编制加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比的插值表；步骤63：根据当前加速度包络值超出加速度包络正常水平值的百分比，插值编制的插值表，得到转速避让区间调整百分比。
48.进一步的，根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间的步骤包括：步骤611：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小，对比加速度包络值是否进入了正常范围；步骤612：若加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值第二阈值百分比，判断需要调整转速避让区间。
49.即本次穿越完成后，重新根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小，来确定加速度包络值是否进入了正常范围，若加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值一定百分比，那么需要调整转速避让区间。
50.转速避让区间的调整方法是，首先结合数据和经验，绘制加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比的关系曲线，并制作插值表；然后，根据当前加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值的百分比，根据上述插值表，得到转速避让区间调整百分比。
51.在有些实施例中，根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点的步骤包括：步骤71：根据调整后的转速避让区间下限转速值插值转速-转矩曲线表，得到转速避让区间上限值对应的最小转矩设定点；步骤72：根据转速避让区间的最大转速值插值转速转矩曲线表，得到转速避让区间下限值对应的最大转矩设定点。
52.所述插值的方法，也可用其他拟合方法得到；本发明能够动态调整转速避让区间，调整方式更为智能，不受限功率等因素的影响，可提升发电量，提高风电机组运行可靠性。
53.以某高柔塔机型为例进行说明，如图2所示，lowspd_exclusion为转速区间下限值，highspd_exclusion为转速区间上限值，lowspd_maxtorque为转速区间下限值对应的最大转矩，highspd_mintorque为转速区间上限值对应的最小转矩。
54.步骤一：确定塔架一阶频率towerfrequency=0.145hz，传动比为170，塔架一阶频率对应的发电机转速为gs=0.14*60*170=1428rpm；初始发电机转速穿越区间下限转速值lowspd_exclusion为1428*（1-0.06）=1335rpm，初始发电机转速上限转速值highspd_exclusion为1428*（1+0.06）=1514rpm，转速穿越速率为2rad/s;步骤二：根据转速-转矩曲线表和转速避让区间确定初始最大转矩设定点lowspd_maxtorque，最小转矩设定点highspd_mintorque。
55.初始转矩设定点的设置方法为，根据转速-转矩曲线，制作插值表进行插值，转速转矩曲线如图3，转速转矩插值表如表1所示。
56.表1
转速避让区间下限转速值插值得出的转矩为低转速最大转矩设定点，转速避让区间上限转速值插值得出的转矩为高转速最小转速设定点。由上得到，初始最大转矩设定点为10918nm，最小转矩设定点为9600nm。
57.步骤三：根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点，若限功率，则最大转矩设定点等于限功率转矩设定点；假定机组限功率为power，power3《power《power4，则限功率转速设定点与限功率转矩设定点的计算如下：genspdset=highspd_exclusiontorqueset = limitpowerset/genspdsetlimitpowerflag=true其中genspdset为转速设定点，torqueset 为转矩设定点，limitpowerflag为限功率标志位。
58.步骤四：转速穿越的前提条件判断。
59.如图2所示，转速下限lowspd_exclusion对应的实测转矩为11500nm，大于10918nm，持续超过了30s，并且转速上限highspd_exclusion等于限功率转速设定点genspdset，lowspd_maxtorque大于等于最大转矩设定点并持续一定时间且highspd_exclusion与限功率转速设定点相近，则具备转速向上穿越的条件；或highspd_mintorque小于等于最小转矩设定点并持续一定时间且lowspd_exclusion与限功率转速设定点相近，则具备转速向下穿越的条件。转速穿越后以转速避让区间上下限值，进行转速限制。
60.步骤五：塔顶加速度包络计算。加速度包括前后和侧向加速度，取包络计算之前首先对前后和侧向加速度进行低通滤波，包络的周期为塔筒一阶频率对应的周期。
61.步骤六：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；风速-加速度包络曲线，如图4所示。进行动态穿越的判断方法是，在满足动态转速穿越的前提条件下，制作风速-加速度包络插值表，如表2所示。
62.表2用当前风速插值风速-加速度包络表，得出机组加速度包络正常水平值，若当前实际加速度包络值超出加速度包络正常水平值一定百分比，持续一定时间且运行在共振区，则开启被动动态转速穿越功能，否则将不开启。
63.步骤七:根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间，确定转速避让区间调整大小；本次穿越完成后，重新根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小，来确定加速度包络值是否进入了正常范围，若加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值一定百分比，那么需要调整转速避让区间。转速避让区间的调整方法是，绘制加
速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比的关系曲线，如图5所示，并制作插值表，即，加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比插值表，如表3所示；然后，根据当前加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值的百分比，根据上述插值表，得到转速避让区间调整百分比。
64.表3步骤八：根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。调整后的转速避让区间下限转速值插值转速-转矩曲线表，得到转速避让区间上限值对应的最小转矩设定点；转速避让区间的最大转速值插值转速转矩曲线表，得到转速避让区间下限值对应的最大转矩设定点。完成该步骤后跳到步骤三，如此循环执行。
65.如图6所示，本发明实施例提供风力发电机组转速被动动态区间穿越装置，包括初始值确定模块、设定点确定模块、穿越条件计算模块、加速度包络计算模块、判断模块、区间调整模块、设定点调整模块；初始值确定模块，用于确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；设定点确定模块，用于根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；穿越条件计算模块，用于计算动态转速穿越的前提条件；加速度包络计算模块，用于计算塔顶加速度包络；判断模块，用于根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；区间调整模块，用于穿越后调整转速避让区间；设定点调整模块，用于根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。
66.本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信。总线可以用于电子设备与传感器之间的信息传输。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行如下方法：步骤1：确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；步骤2：根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；步骤3：计算动态转速穿越的前提条件；步骤4：计算塔顶加速度包络；塔顶加速度的取包络计算，加速度包括前后和侧向加速度，取包络计算之前首先对前后和侧向加速度进行低通滤波，包络的周期为塔筒一阶频率对应的周期。步骤5：根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；步骤6：穿越后调整转速避让区间；步骤7：根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。
67.此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
68.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，包括如下步骤：确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；计算动态转速穿越的前提条件；计算塔顶加速度包络；根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；穿越后调整转速避让区间；根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。2.根据权利要求1所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点的步骤包括：根据转速-转矩曲线表和转速避让区间确定初始最大与最小转矩设定点；若实测转速小于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到小于转速避让区间下限转速；若实测转速大于转速避让区间上下限转速均值，则将运行转速限制到大于转速避让区间上限转速；根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点，若限功率，则设置最大转矩设定点等于限功率转矩设定点。3.根据权利要求2所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，计算动态转速穿越的前提条件的步骤包括：转速避让区间的最低转速对应的转矩值大于或等于最大转矩设定点并持续设定时间且转速避让区间上限转速值与限功率转速设定点的差小于第一阈值，则具备转速向上穿越的条件；转速避让区间的最高转速对应的转矩值小于或等于最小转矩设定点并持续设定时间且转速避让区间下限转速值与限功率转速设定点的差小于第一阈值，则具备转速向下穿越的条件。4.根据权利要求3所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越的步骤包括：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；若是，执行步骤：穿越后调整转速避让区间；若否，执行步骤：计算动态转速穿越的前提条件。5.根据权利要求4所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越的步骤包括：统计设定时间长度、设定数量的数据得到机组正常运行状态下的不同风速大小与加速度包络大小的关系曲线；根据当前风速插值风速-加速度包络插值表，得出机组加速度包络正常水平值，若当前实际加速度包络值超出加速度包络正常水平值的设定百分比，则开启动态转速穿越功能。
6.根据权利要求5所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，穿越后调整转速避让区间的步骤包括：根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间；当需要调整转速避让区间时，编制加速度包络值超出加速度包络正常水平值百分比与转速避让区间调整百分比的插值表；根据当前加速度包络值超出加速度包络正常水平值的百分比，插值编制的插值表，得到转速避让区间调整百分比。7.根据权利要求6所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，根据穿越后的实际加速度包络值大小判断是否调整转速避让区间的步骤包括：根据风速-加速度包络曲线和当前加速度包络值大小，对比加速度包络值是否进入了正常范围；若加速度包络值仍超出加速度包络正常水平值第二阈值百分比，判断需要调整转速避让区间。8.根据权利要求6所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法，其特征在于，根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点的步骤包括：根据调整后的转速避让区间下限转速值插值转速-转矩曲线表，得到转速避让区间上限值对应的最小转矩设定点；根据转速避让区间的最大转速值插值转速转矩曲线表，得到转速避让区间下限值对应的最大转矩设定点。9.风力发电机组转速被动动态区间穿越装置，其特征在于，包括初始值确定模块、设定点确定模块、穿越条件计算模块、加速度包络计算模块、判断模块、区间调整模块、设定点调整模块；初始值确定模块，用于确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；设定点确定模块，用于根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；穿越条件计算模块，用于计算动态转速穿越的前提条件；加速度包络计算模块，用于计算塔顶加速度包络；判断模块，用于根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；区间调整模块，用于穿越后调整转速避让区间；设定点调整模块，用于根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至8中任一项权利要求所述的风力发电机组转速被动动态区间穿越方法。

技术总结
本发明属于风力发电机组控制策略技术领域，具体提供风力发电机组转速被动动态区间穿越方法、装置、设备，所述方法包括如下步骤：确定塔架设计一阶频率，根据塔架一阶频率确定初始转速穿越区间，并确定转速穿越速率；根据限功率情况确定限功率转速与转矩设定点；计算动态转速穿越的前提条件；计算塔顶加速度包络；根据加速度包络结合动态转速穿越的前提条件判断是否进行动态转速穿越；穿越后调整转速避让区间；根据调整后的转速避让区间和转速-转矩曲线调整转矩设定点。能够动态调整转速避让区间，调整方式更为智能，不受限功率等因素的影响，可提升发电量，提高风电机组运行可靠性。提高风电机组运行可靠性。提高风电机组运行可靠性。


技术研发人员：刘南南 田家彬 赵登利 李钢强 王子月 关中杰 刘翠翠
受保护的技术使用者：中车山东风电有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/5/24