【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及風力發電，特別是一種風力發電控制方法及系統。
技術介紹
1、隨著全球對可再生能源的需求日益增加，風力發電作為一種環保且高效的能源形式，得到了廣泛應用；近年來，隨著風力發電機設計的不斷優化和控制系統的不斷創新，風力發電的效率和穩定性得到了顯著提升；目前，風力發電技術的研究重點主要集中在風力發電機葉片的設計與優化、風場布局的合理化、以及風力發電機運行的智能化控制等方面；風力發電機的葉片控制是提高風能捕獲效率的關鍵因素，尤其是在多臺風力發電機的協同作業中，如何精確調整每臺風力發電機的葉片迎風角度和轉速，從而實現風能的最大化利用，是目前技術研發的熱點之一。
2、盡管風力發電技術取得了顯著進展，但在實際應用中仍然存在許多技術難題；傳統的風力發電控制方法大多依賴于單臺風力發電機的獨立運行，缺乏對風場內多臺風力發電機之間協同工作的充分考慮，導致風力發電機間可能存在負載不均、風能捕獲效率低下等問題；其次，由于風速的動態變化和風場內環境的復雜性，現有控制方法往往難以實時優化每臺風力發電機的葉片控制策略，導致風力發電效率在實際運行中不能達到最佳狀態；此外，現有的控制系統在實時數據采集、風速分布分析及葉片控制策略的調整上存在一定的滯后性，難以快速響應風場變化，無法實現自適應優化，限制了風力發電系統的智能化水平。
技術實現思路
1、鑒于現有的風能捕獲效率低、風力發電機負載不均、控制響應滯后的問題，提出了本專利技術一種風力發電控制方法及系統。
2、因此，本專利技術所要解
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
4、第一方面，本專利技術實施例提供了風力發電控制方法，其包括，部署分布式傳感器網絡，實時監測風場內各區域的風速、風向及環境參數，并將數據傳輸至中央控制系統；根據風速監測數據，將每臺風力發電機的葉片劃分為多個控制組，初始化每組葉片的迎風角度與轉速參數，以適應局部風速分布；中央控制系統基于風場內多臺風力發電機的實時發電負載，動態調整各臺風力發電機的運行參數，確保負載均衡，延長設備壽命；針對每臺風力發電機的實時風速變化，控制不同葉片組的迎風角度和轉速，最大化局部風能捕獲效率；定期評估風場整體發電效率，根據風場內風速的分布趨勢，對多臺風力發電機的分組葉片設置及協同參數進行優化調整；收集風場運行過程中的歷史數據，分析葉片分組控制與負載分配策略對發電效率的影響，持續更新控制算法，實現自適應優化。
5、作為本專利技術所述風力發電控制方法的一種優選方案，其中：在風場內的各個關鍵位置（如不同高度的風機位置及周圍區域）布置風速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等環境監測設備；這些設備需要具備較高的精度和穩定性，能夠實時獲取風速、風向以及氣溫、濕度等環境參數。
6、所有傳感器將實時采集到的數據通過無線網絡或有線網絡傳輸至中央控制系統；傳輸的頻率應保證風速變化能夠即時反映到系統中，通常可以設置每5秒到10秒進行一次數據采集。
7、中央控制系統接收到實時數據后，對數據進行初步篩選，去除噪聲數據或異常值；例如，當某個傳感器出現故障時，系統會通過與周邊傳感器的數據對比進行校正；篩選后的數據將用于后續的風速分布分析和控制決策。
8、作為本專利技術所述風力發電控制方法的一種優選方案，其中：根據篩選后的數據，將風場區域劃分為若干個風速區，每個風速區具有相對一致的風速水平；每個區域的風速根據預設的風速閾值進行劃分，形成不同的風速組（如低風速區、中風速區、高風速區）；這些風速區決定了后續葉片組的劃分和調節參數。
9、根據風速區劃分，將每臺風力發電機的葉片劃分為多個控制組；例如，低風速區的葉片組可能會采用較大的迎風角度和較低的轉速，而高風速區的葉片組則采用較小的迎風角度和較高的轉速；每個控制組的葉片調整參數（包括迎風角度和轉速）通過控制系統自動初始化，確保與該風速區域的風能捕獲要求相適應。
10、作為本專利技術所述風力發電控制方法的一種優選方案，其中：根據實時風速數據變化和風場內風速的動態分布，實時調整每個控制組的葉片迎風角度和轉速，具體如下：
11、，
12、，
13、其中，表示第i個控制組在t時刻的葉片迎風角，和分別表示預設的第i個控制組的風速權重和誤差項，表示在t時刻的風速數據，表示第i個控制組在t時刻的轉速，和表示預設的第i個控制組的轉速權重和誤差項。
14、在風速較高的區域，適當降低迎風角度以避免超速運轉；在風速較低的區域，增加迎風角度以提高風能捕獲效率；控制系統根據風速變化，自動調整每組葉片的工作狀態，確保每組葉片始終處于最佳工作條件。
15、收集各控制組的運行反饋數據，包括發電量、風速與葉片角度變化等，評估不同控制組的工作效果，具體如下：
16、，
17、，
18、，
19、其中，表示第i個控制組在t時刻的發電效率，表示第i個控制組在t時刻的實際發電功率，表示預設的最大發電功率，表示密度，a表示葉片旋轉所覆蓋的區域，表示功率系數，和分別表示迎風角度對功率系數的影響系數和轉速對功率系數的影響系數；
20、根據這些反饋數據，逐步優化每組葉片的迎風角度和轉速設置，確保在不同風速區內風力發電機能夠穩定高效運行；優化方案通過中央控制系統推送至各臺風力發電機，形成閉環控制。
21、作為本專利技術所述風力發電控制方法的一種優選方案，其中：中央控制系統實時采集風場內每臺風力發電機的發電負載數據，具體包括每臺風力發電機的功率輸出、電流、電壓等參數。通過風速、風向以及葉片控制數據，評估每臺風力發電機的負載狀態，具體如下：
22、，
23、其中，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t時刻的負載狀態，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t時刻的實際發電功率，表示預設第j臺風力發電機的第i個控制組的最大發電功率。
24、根據風力發電機的負載狀態，自動調整風力發電機的運行參數，具體如下：
25、，
26、其中，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t時刻的負載偏差，表示預設的目標負載狀態。
27、更新葉片迎風角度和轉速，更新公式為：
28、，
29、，
30、，
31、，
32、其中，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t+1時刻的葉片迎風角，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t+1時刻的轉速，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t時刻的葉片迎風角，表示第j臺風力發電機的第i個控制組在t時刻的轉速，表示葉片迎風角度調整度，表示轉速調整度，和分別表示預設的葉片迎風角度和轉速的影響因子。
33、計算第j臺風力發電機的第i個控制組在t+1時刻的負載偏差，若，則判定調整完成，其中，表示預設的偏差閾值。
34、確保風場內各風力發電本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種風力發電控制方法，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟S1的實施過程包括：
3.根據權利要求2所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟S2的實施過程還包括：
4.根據權利要求3所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟S3的實施過程包括：
5.根據權利要求4所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟S4的實施過程包括：
6.根據權利要求5所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟S5的實施過程包括：
7.一種風力發電控制系統，基于權利要求1~6任一所述的風力發電控制方法，其特征在于：包括：
8.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1~6任一所述的風力發電控制方法的步驟。
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1~6任一所述的風力發電控制方法的步驟。
【技術特征摘要】
1.一種風力發電控制方法，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟s1的實施過程包括：
3.根據權利要求2所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟s2的實施過程還包括：
4.根據權利要求3所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟s3的實施過程包括：
5.根據權利要求4所述的風力發電控制方法，其特征在于，所述步驟s4的實施過程包括：
6.根據權利要求5所述的風力發電控制方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王建春，米云星，何瑛，張雅，
申請(專利權)人：湖南理工職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。