本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處的電網(wǎng)環(huán)境多種多樣，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)消化能力、輸送能力形成了較大的挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能技術(shù)是緩解或解決這一難題的方法之一。而風(fēng)資源的不確定性，對(duì)機(jī)組的載荷安全和可靠性也帶來(lái)了挑戰(zhàn)，再加上電網(wǎng)波動(dòng)的影響，對(duì)機(jī)組的載荷沖擊進(jìn)一步增大。

目前，現(xiàn)有技術(shù)大多是基于風(fēng)機(jī)自身的載荷控制系統(tǒng)，但是由于機(jī)組在電網(wǎng)波動(dòng)的情況下功率輸出受到影響，帶來(lái)的載荷沖擊較大，機(jī)組在陣風(fēng)或風(fēng)向突變的情況下，機(jī)組載荷會(huì)帶來(lái)沖擊?，F(xiàn)有控制系統(tǒng)針對(duì)以上異常情況下的載荷控制效果及載荷與發(fā)電的平衡效果都受到很大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)，用以?xún)?yōu)化風(fēng)電機(jī)組載荷。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)，其與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的變頻并網(wǎng)系統(tǒng)連接，所述變頻并網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)連接，用于獲取電網(wǎng)的電壓、頻率和功率，其包括：電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊、環(huán)境變量獲取模塊、機(jī)組狀態(tài)獲取模塊、智能載荷獲取模塊、智能風(fēng)速估測(cè)模塊、智能載荷估測(cè)模塊、發(fā)電及監(jiān)控控制模塊和協(xié)調(diào)控制模塊，其中：

所述電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊與所述變頻并網(wǎng)系統(tǒng)連接，用于讀取電網(wǎng)的故障標(biāo)志；

所述環(huán)境變量獲取模塊用于獲取當(dāng)前的風(fēng)向和風(fēng)速；

所述機(jī)組狀態(tài)獲取模塊用于讀取當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、變槳角度和機(jī)艙位置振動(dòng)；

所述智能載荷獲取模塊用于獲取當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的實(shí)時(shí)載荷；

所述智能風(fēng)速估測(cè)模塊與所述機(jī)組狀態(tài)獲取模塊連接，用于根據(jù)當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、變槳角度和機(jī)艙位置振動(dòng)估測(cè)當(dāng)前的準(zhǔn)確風(fēng)速；

所述智能載荷估測(cè)模塊用于根據(jù)當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、變槳角度和機(jī)艙位置振動(dòng)以及由所述智能風(fēng)速估測(cè)模塊估測(cè)出的當(dāng)前的準(zhǔn)確風(fēng)速估測(cè)當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的載荷；

所述發(fā)電及監(jiān)控控制模塊與所述電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊、所述環(huán)境變量獲取模塊、所述變頻并網(wǎng)系統(tǒng)、所述智能載荷估測(cè)模塊和所述智能載荷獲取模塊連接，用于為風(fēng)機(jī)機(jī)組制定最優(yōu)的發(fā)電策略和監(jiān)控策略；

所述協(xié)調(diào)控制模塊與所述電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊、所述環(huán)境變量獲取模塊、所述變頻并網(wǎng)系統(tǒng)、所述智能載荷估測(cè)模塊、所述智能載荷獲取模塊和所述發(fā)電及監(jiān)控控制模塊連接，用于制定風(fēng)機(jī)機(jī)組和儲(chǔ)能模塊之間的協(xié)調(diào)控制策略；

所述協(xié)調(diào)控制模塊進(jìn)一步與風(fēng)電機(jī)組中的偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)連接，用于根據(jù)由所述協(xié)調(diào)控制模塊制定的風(fēng)機(jī)機(jī)組和儲(chǔ)能模塊之間的協(xié)調(diào)控制策略控制所述偏航系統(tǒng)、所述變槳系統(tǒng)、所述變頻并網(wǎng)系統(tǒng)和所述儲(chǔ)能系統(tǒng)工作。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述智能載荷估測(cè)模塊為葉根載荷測(cè)量模塊，所述葉根載荷測(cè)量模塊通過(guò)載荷傳感器測(cè)量機(jī)組中的三個(gè)葉片的葉根在揮舞方向和拍打方向的載荷。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述智能載荷估測(cè)模塊為塔筒載荷測(cè)量模塊，所述塔筒載荷測(cè)量模塊通過(guò)載荷傳感器測(cè)量機(jī)組塔頂在彎曲方向和扭轉(zhuǎn)方向的載荷。

本實(shí)用新型提供的風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)合了模塊化儲(chǔ)能技術(shù)、智能載荷估測(cè)與控制模塊，能夠在最大化風(fēng)能吸收的情況下降低機(jī)組載荷，減少尖峰載荷沖擊的強(qiáng)度，優(yōu)化機(jī)組性能，提高機(jī)組可靠性以及發(fā)電量，延長(zhǎng)機(jī)組壽命，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型提供的風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊；2-環(huán)境變量獲取模塊；3-機(jī)組狀態(tài)獲取模塊；4-智能載荷獲取模塊；5-智能風(fēng)速估測(cè)模塊；6-智能載荷估測(cè)模塊；7-發(fā)電及監(jiān)控控制模塊；8-協(xié)調(diào)控制模塊；9-變頻并網(wǎng)系統(tǒng)；10-電網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1為本實(shí)用新型提供的風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)的示意圖，本實(shí)用新型提供的風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的變頻并網(wǎng)系統(tǒng)9連接，變頻并網(wǎng)系統(tǒng)9與電網(wǎng)10連接，用于獲取電網(wǎng)的電壓、頻率和功率。如圖所示，風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)包括：電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊1、環(huán)境變量獲取模塊2、機(jī)組狀態(tài)獲取模塊3、智能載荷獲取模塊4、智能風(fēng)速估測(cè)模塊5、智能載荷估測(cè)模塊6、發(fā)電及監(jiān)控控制模塊7和協(xié)調(diào)控制模塊8，其中：

電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊1與變頻并網(wǎng)系統(tǒng)9連接，用于讀取電網(wǎng)的故障標(biāo)志；

環(huán)境變量獲取模塊2用于獲取當(dāng)前的風(fēng)向和風(fēng)速；

機(jī)組狀態(tài)獲取模塊3用于讀取當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、變槳角度和機(jī)艙位置振動(dòng)；

智能載荷獲取模塊4用于獲取當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的實(shí)時(shí)載荷；

智能風(fēng)速估測(cè)模塊5與機(jī)組狀態(tài)獲取模塊連3接，用于根據(jù)當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、變槳角度和機(jī)艙位置振動(dòng)估測(cè)當(dāng)前的準(zhǔn)確風(fēng)速；

智能載荷估測(cè)模塊6用于根據(jù)當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、功率、變槳角度和機(jī)艙位置振動(dòng)以及由智能風(fēng)速估測(cè)模塊5估測(cè)出的當(dāng)前的準(zhǔn)確風(fēng)速估測(cè)當(dāng)前風(fēng)機(jī)機(jī)組的載荷；

發(fā)電及監(jiān)控控制模塊與7電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊1、環(huán)境變量獲取模塊2、變頻并網(wǎng)系統(tǒng)9、智能載荷估測(cè)模塊6和智能載荷獲取模塊4連接，用于為風(fēng)機(jī)機(jī)組制定最優(yōu)的發(fā)電策略和監(jiān)控策略；

協(xié)調(diào)控制模塊8與電網(wǎng)故障標(biāo)志獲取模塊1、環(huán)境變量獲取模塊2、變頻并網(wǎng)系統(tǒng)9、智能載荷估測(cè)模塊6、智能載荷獲取模塊4和發(fā)電及監(jiān)控控制模塊7連接，用于制定風(fēng)機(jī)機(jī)組和儲(chǔ)能模塊之間的協(xié)調(diào)控制策略；

協(xié)調(diào)控制模塊8進(jìn)一步與風(fēng)電機(jī)組中的偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)連接(圖中未示出)，用于根據(jù)由協(xié)調(diào)控制模塊8制定的風(fēng)機(jī)機(jī)組和儲(chǔ)能模塊之間的協(xié)調(diào)控制策略控制偏航系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、變頻并網(wǎng)系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)工作。

本實(shí)用新型中，智能載荷估測(cè)模塊可以為葉根載荷測(cè)量模塊，葉根載荷測(cè)量模塊通過(guò)載荷傳感器測(cè)量機(jī)組中的三個(gè)葉片的葉根在揮舞方向和拍打方向的載荷。然后再基于風(fēng)機(jī)模型和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)化，得到風(fēng)機(jī)其他關(guān)鍵零部件的載荷(如主軸承、輪轂、主機(jī)架和塔筒等載荷)。

本實(shí)用新型中，智能載荷估測(cè)模塊還可以為塔筒載荷測(cè)量模塊，塔筒載荷測(cè)量模塊通過(guò)載荷傳感器測(cè)量機(jī)組塔頂在彎曲方向和扭轉(zhuǎn)方向的載荷。然后再基于風(fēng)機(jī)模型和設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)化，得到風(fēng)機(jī)其他關(guān)鍵零部件的載荷(如主軸承、輪轂、主機(jī)架和塔筒等載荷)。

本實(shí)用新型提供的風(fēng)電機(jī)組載荷優(yōu)化控制系統(tǒng)結(jié)合了模塊化儲(chǔ)能技術(shù)、智能載荷估測(cè)與控制模塊，能夠在最大化風(fēng)能吸收的情況下降低機(jī)組載荷，減少尖峰載荷沖擊的強(qiáng)度，優(yōu)化機(jī)組性能，提高機(jī)組可靠性以及發(fā)電量，延長(zhǎng)機(jī)組壽命，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本實(shí)用新型所必須的。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。