CN116136204B - 风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器 - Google Patents

Abstract

公开了一种风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器。所述变桨控制方法包括：基于给定变桨速度的变化方向，对给定变桨速度进行离散化处理；响应于给定变桨速度的变化方向发生改变，确定给定变桨速度的波动频率；响应于给定变桨速度的波动频率大于预定阈值，计算预定时间段期间给定变桨速度的最大值与最小值的平均值；将计算的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作，其中，所述预定时间段是指从上次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻到本次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻之间的时间段。

Description

风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器

技术领域

本公开总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器。

背景技术

随着风力发电机组容量的大型化，变桨距控制已经成为当前风力发电机主流的控制方式。发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，它的运行稳定性不仅直接影响输出电能的质量和效率，也影响整个风电转换系统的性能和装置结构的复杂性。

对变桨系统而言，在变桨过程中完全接收主控发送的速度控制指令，以实现变桨功能。然而当给定变桨速度发生异常波动时，由于变桨电机在启动、停止的瞬间电流最大，因此变桨电机的频繁换向和启动会导致变桨电机温升过快，最高温度可超过150℃。

另一方面，如果给定变桨速度波动过于频率，如频率大于10Hz，则变桨驱动器还会因为换向频次超过负荷，导致变桨驱动器卡桨。由于给定变桨速度是由主控同时发给三个变桨控制器，所以三个叶片存在同时卡桨的风险。三个叶片同时卡桨会严重影响风力发电机组的安全。

此外，除了控制方面的异常波动外，由于风力发电机组的变桨控制同城是基于转速的PID控制，即输入是目标转速和实际转速，输出是变桨速度，因此转速测量值的波动，也会引起给定变桨速度的波动。

目前，一般采用传统的平均值滤波方法或方差法来处理给定变桨速度波动。然而，因为滤波后会对数据取均值，所以无法检测出数据的变化状态。另一方面，其检测结果取决于数据波动的幅值和频率，频率不同、幅值不同，会导致检测参数不同，而风力发电机组运行过程中，运行条件是随机不固定的，因此很难确定合理的参数来保护风机安全。再者，方差法只能检测数据是否偏离了正常值，而无法检测数据的波动趋势，并且方差值无法滤除偶然跳变导致的问题。

传统的平均值滤波方法的缺点还在于：其处理方式一般是检测到给定变桨速度波动之后，触发故障直接停机，但是这样会严重影响风机的发电量。如果要使风机能继续运行，就需要对原始的给定变桨速度进行合理的处理。然而，直接求平均值的方法只能减少数据的波动幅度，并不能完全滤除数据的波动。如果平均值参数设置过大，又会影响变桨系统的控制精度。

如果使用给定变桨速度波动前的数值或检测到波动后输出0速度，则由于变桨过程中给定变桨速度的变化趋势不确定，因此锁死在某个速度并输出对风力发电机组仍有较大的安全隐患。此外，由于给定变桨速度是连续的模拟量，因此进行频率检测时通常使用FFT快速傅里叶变换求得频率值，但是在变桨控制器中，只有基本的算术逻辑运算，无法实现FFT。如果以0为分界点进行离散量处理，当给定变桨速度不过0但存在波动时，就无法检测到数据波动。

此外，单独以给定变桨速度的变化方向做离散量处理，其面临的问题又在于：检测频率一般需要一定的周期，例如400ms计算一次，在此过程中相当于每400ms才输出一次平均值，也就是在这段时间内，变桨电机处于400ms的停止状态。由于风速是瞬变的，因此这种控制方式也不能直接应用于风力发电机组的变桨控制。再者，直接使用函数曲线检测曲线是否为正常波动，其计算十分复杂，需要检测周期、幅值甚至相位等各种数据，且由于数据始终在变化，因此需要不断对正弦函数进行调整，难以保证检测精度。

发明内容

因此，在变桨控制器内部对接收到的给定变桨速度进行检测，并有效、合理地处理给定变桨速度，使其控制变桨的过程不影响风力发电机组的运行，对保护风力发电机组安全至关重要。

在一个总的方面，提供一种风力发电机组的变桨控制方法，所述变桨控制方法包括：基于给定变桨速度的变化方向，对给定变桨速度进行离散化处理；响应于给定变桨速度的变化方向发生改变，确定给定变桨速度的波动频率；响应于给定变桨速度的波动频率大于预定阈值，计算预定时间段期间给定变桨速度的最大值与最小值的平均值；将计算的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作，其中，所述预定时间段是指从上次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻到本次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻之间的时间段。

可选地，响应于给定变桨速度的变化率为正值，将给定变桨速度的变化方向确定为第一方向，并且响应于给定变桨速度的变化率为负值，将给定变桨速度的变化方向确定为第二方向，其中，每当给定变桨速度的变化率发生正负值变化，确定给定变桨速度的变化方向发生改变。

可选地，基于给定变桨速度的变化方向，对给定变桨速度进行离散化处理的步骤包括：基于给定变桨速度的变化方向为第一方向，将当前给定变桨速度设置为第一离散值；基于给定变桨速度的变化方向为第二方向，将当前给定变桨速度设置为第二离散值。

可选地，响应于给定变桨速度的变化方向发生改变，确定给定变桨速度的波动频率的步骤包括：基于预定检测周期期间第一离散值的数量或者第二离散值的数量来确定给定变桨速度的波动频率。

可选地，所述变桨控制方法还包括：连续地读取给定变桨速度；将当前给定变桨速度和已经读取的给定变桨速度中的最大值与最小值分别进行比较；响应于当前给定变桨速度大于给定变桨速度的最大值，将当前给定变桨速度记录为给定变桨速度的最大值；响应于当前给定变桨速度小于给定变桨速度的最小值，将当前给定变桨速度记录为给定变桨速度的最小值，其中，每当给定变桨速度的变化方向发生改变，将给定变桨速度的最大值设置为第一初始值，并将给定变桨速度的最小值设置为第二初始值，其中，第一初始值小于第二初始值。

可选地，将计算的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作的步骤包括：对计算的平均值执行滑动平均值滤波，并将滤波后的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作，其中，滑动平均值滤波的参数为小于或等于5的正整数。

可选地，所述变桨控制方法还包括：响应于给定变桨速度的波动频率小于或等于预定阈值，根据给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻的给定变桨速度来执行变桨操作。

在另一总的方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的变桨控制方法。

在另一总的方面，提供一种变桨控制器，所述变桨控制器包括：处理器；和存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的变桨控制方法。

在另一总的方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的变桨控制器。

根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器，能够解决给定变桨速度的波动频率不易检测以及当前给定变桨速度不能跟随速度总体变化趋势的问题。所述变桨控制方法及变桨控制器还能解决以下问题：在传统的均值滤波法中，滤波窗口小会使滤波效果差，而滤波窗口长又会导致给定变桨速度长时间无变化、影响风力发电机组安全运行。所述变桨控制方法及变桨控制器还能只检测给定变桨速度的波动并且在检测到波动后直接触发故障停机从而导致发电量损失的问题。所述变桨控制方法及变桨控制器可以有效地获取给定变桨速度的波动特征和趋势，从而应用于风力发电机组的变桨控制。所述变桨控制方法及变桨控制器还能有效解决检测波动斜率、跳变次数等方法的单次跳变、周期不固定、幅值不固定等不足，并且能够自动、智能地获取波动的给定变桨速度的中心线。

此外，根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器，能够在风力发电机组的给定变桨速度发生波动时，进行有效的检测，并在风力发电机组不停机的同时保证风机的运行安全和变桨控制的精度。换言之，根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器，能够避免风力发电机组触发故障并避免风力发电机组的保护停机，降低风力发电机组的运行风险和故障率，对提高风电场收益、尤其是避免严重性事故的发生，具有重要的意义。

附图说明

通过下面结合示出实施例的附图进行的描述，本公开的实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出给定变桨速度发生波动的第一示例的曲线图；

图2是示出给定变桨速度发生波动的第二示例的曲线图；

图3是示出给定变桨速度发生波动的第三示例的曲线图；

图4是示出给定变桨速度发生波动的第四示例的曲线图；

图5是示出现有技术的检测波动频率的方法的示意图；

图6是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法的流程图；

图7是示出根据本公开的实施例的对给定变桨速度进行离散化处理的示例的示图；

图8是示出根据本公开的实施例的变桨控制器的框图；

图9是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法的应用效果的示意图。

具体实施方式

提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。

在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本申请的公开之后将是清楚的。

如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或更多个的任何组合。

尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

在说明书中，当元件(诸如，层、区域或基底)被描述为“在”另一元件上、“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件上、直接“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于其间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件上、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于其间的其他元件。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员在理解本公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。

此外，在示例的描述中，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将引起对本公开的模糊解释时，将省略这样的详细描述。

图1是示出给定变桨速度发生波动的第一示例的曲线图，图2是示出给定变桨速度发生波动的第二示例的曲线图，图3是示出给定变桨速度发生波动的第三示例的曲线图，图4是示出给定变桨速度发生波动的第四示例的曲线图。

参照图1至图4，横坐标表示时间，纵坐标表示给定变桨速度。在第一示例、第二示例和第四示例中，由于给定变桨速度波动，导致了叶片卡桨，在第三示例中，由于给定变桨速度波动，导致了变桨电机温度过高并触发了电机过温保护。

在第一示例中，给定变桨速度的波动幅值为8度/秒，在第二示例中，给定变桨速度的波动幅值为2度/秒，在第三示例中，给定变桨速度的波动幅值为3度/秒，在第四示例中，给定变桨速度的波动幅值只有0.5度/秒。在第一示例和第二示例中，给定变桨速度的波动频率较高(曲线相对密集)，在第三示例和第四示例中，给定变桨速度的波动频率较低(曲线相对稀疏)。此外，在第四示例中，给定变桨速度在波动的同时，整体趋势也在变化。因此，无论是使用固定的频率、幅值进行波动检测，还是在检测到波动后执行固定速度输出的方法，都难以涵盖第一示例至第四示例的所有情况。事实上，风力发电机组的运行情况远远多于这四种，因此现有方法不能对波动进行有效的处理并保证风机的运行安全。

图5是示出现有技术的检测波动频率的方法的示意图。图5的上半部分示出波动数据，图5的下半部分示出根据波动数据的正、负号进行离散化后的曲线。

图5所示的方法可以用于检测数据是否波动。然而，如果将该方法应用于风力发电机组的实时控制，则存在严重的缺点。首先，该方法只能检测波动频率的大小，但是由于给定变桨速度波动的幅值是不确定的，波动的周期也是不确定的，因此在对给定变桨速度波动进行处理时，该方法很难求得准确的速度值。

具体地讲，为了与正常的给定变桨速度区分，又必须要判断波动幅值，然而，以图中t1-t2时刻为例，如果数据波动频率很高，那么与t1-t2对应的值就等于波动幅值；但是，当数据波动频率较低时(如图4所示的情况，其特点是曲线斜率较小)，与t1-t2对应的值就不是曲线真实的波动幅值，使用与t1-t2对应的值去判断波动就会造成漏判，这样处理后的速度值仍然有较大的波动。

如果求取一定时间内的数据的平均值作为波动幅值，则由于波动周期不固定，会导致计算出的平均值不能匹配波动周期而导致偏差，并且会导致输出值在滤波窗口内无变化。另一方面，如果根据高、低电平计算平均值，则由于波动周期的不固定，t1时刻之前的一段较小的值，也有可能落入请求平均值的时间期间内，从而导致计算出的平均值仍然不准确。

图6是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法的流程图。

参照图6，在步骤S601中，可基于给定变桨速度的变化方向，对给定变桨速度进行离散化处理。根据本公开的实施例，当给定变桨速度的变化率为正值时，可将给定变桨速度的变化方向确定为第一方向，并且当给定变桨速度的变化率为负值时，可将给定变桨速度的变化方向确定为第二方向。这样，每当给定变桨速度的变化率发生正负值变化，可确定给定变桨速度的变化方向发生改变。更具体地讲，可基于给定变桨速度的变化方向为第一方向，将当前给定变桨速度设置为第一离散值，并且可基于给定变桨速度的变化方向为第二方向，将当前给定变桨速度设置为第二离散值。这里，第一离散值可以为0和1中的一个，第二离散值可以为0或1中的另一个。例如，当给定变桨速度的变化率为正值时，第一离散值可以为1，而当给定变桨速度的变化率为负值时，第二离散值可以为0。

图7是示出根据本公开的实施例的对给定变桨速度进行离散化处理的示例的示图。

参照图7，图7的上半部分示出波动数据(即，给定变桨速度)，图5的下半部分示出根据波动数据(即，给定变桨速度)的变化方向进行离散化后的曲线。如图7所示，当给定变桨速度的变化率大于0(即，给定变桨速度的变化方向为第一方向)时，可将给定变桨速度设置为高电平1，当给定变桨速度的变化率小于0(即，给定变桨速度的变化方向为第二方向)时，可将给定变桨速度设置为低电平。可选择地，当给定变桨速度的变化率为0时，可以将给定变桨速度设置为与前一时刻的离散值相同。这种对给定变桨速度进行离散化处理的方法不仅可以用来检测给定变桨速度是否波动，而且可以准确识别到预定区间(即，高电平1或低电平0的区间)内的最大值和最小值，因此可以求得准确的给定变桨速度的平均值，从而正确地进行风力发电机组的变桨控制。此外，这种对给定变桨速度进行离散化处理的方法与给定变桨速度的波动周期自动关联，不需要进行任何参数阈值的设置。从图7中可以看出，给定变桨速度波动周期变化，离散化的高、低电平的时间长度(横坐标)也会随之变化，从而使计算出的均值自动变化。另一方面，这种对给定变桨速度进行离散化处理的方法也不需要对波动幅值进行检测，因为其本身已经可以计算出准确的波动中心线。

返回参照图6，在步骤S602中，可响应于给定变桨速度的变化方向发生改变，确定给定变桨速度的波动频率。具体地讲，可基于预定检测周期期间第一离散值的数量或者第二离散值的数量来确定给定变桨速度的波动频率。这里，预定检测周期可包括多个采样时刻。例如，采样间隔可以为20ms，而预定检测周期可以为例如200ms、300ms、400ms……，但是预定检测周期不限于以上示例。因此，可以将预定检测周期期间1或0的个数折合为给定变桨速度的波动频率。

接下来，在步骤S603中，可响应于给定变桨速度的波动频率大于预定阈值，计算预定时间段期间给定变桨速度的最大值与最小值的平均值。这里，预定时间段是指从上次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻到本次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻之间的时间段。换言之，如图7所示，预定时间段可以是各个上升沿与下降沿之间的时间段。

为了计算预定时间段期间给定变桨速度的最大值与最小值的平均值，所述变桨控制方法还可包括以下步骤：连续地读取给定变桨速度；将当前给定变桨速度和已经读取的给定变桨速度中的最大值与最小值分别进行比较；响应于当前给定变桨速度大于给定变桨速度的最大值，将当前给定变桨速度记录为给定变桨速度的最大值；响应于当前给定变桨速度小于给定变桨速度的最小值，将当前给定变桨速度记录为给定变桨速度的最小值。这里，每当给定变桨速度的变化方向发生改变，可将给定变桨速度的最大值设置为第一初始值，并将给定变桨速度的最小值设置为第二初始值，其中，第一初始值小于第二初始值。这样，通过这样连续地记录给定变桨速度的最大值与最小值，即可得到预定时间段期间给定变桨速度的最大值与最小值，从而当给定变桨速度的变化方向发生改变且给定变桨速度的波动频率大于预定阈值时，可立即获取给定变桨速度的最大值与最小值，以计算平均值。

例如，当给定变桨速度的变化方向发生改变时，可将最大值初始化为-10，最小值初始化为10。其后，如果第一采样时刻数据值为4，则由于4>-10，可将最大值记录为4，并且由于4<10，可将最小值记录为4。如果第二采样时刻数据值为3，则由于3<4，可将最小值记录为3，而保持最大值不变(即，仍为4)。如果第三采样时刻数据值为5，则由于5>4，可将最大值记录为5，而保持最小值不变(即，仍为3)。这样，通过在每个采样时刻持续地记录最大值和最小值，最终可获取预定时间段期间的最大值和最小值。

再次返回参照图6，在步骤S604中，可将计算的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作。进一步讲，为了使计算的平均值更为平滑，可对计算的平均值执行滑动平均值滤波，并将滤波后的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作。这里，滑动平均值滤波的参数为小于或等于5的正整数。优选地，滑动平均值滤波的参数可以在2、3或4。滑动平均值滤波的参数尽可能小的目的是减少由于执行滑动平均值滤波而导致延迟输出给定变桨控制速度。

可选择地，所述变桨控制方法还可包括以下步骤：响应于给定变桨速度的波动频率小于或等于预定阈值，根据给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻的给定变桨速度来执行变桨操作。

根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法能够有效地获取给定变桨速度的波动特征和趋势，自动、智能地获取波动的给定变桨速度的中心线，从而应用于风力发电机组的变桨控制。此外，根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法能够在风力发电机组的给定变桨速度发生波动时，进行有效的检测，并在风力发电机组不停机的同时保证风机的运行安全和变桨控制的精度。换言之，根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法能够避免风力发电机组触发故障并避免风力发电机组的保护停机，降低风力发电机组的运行风险和故障率，对提高风电场收益、尤其是避免严重性事故的发生，具有重要的意义。

图8是示出根据本公开的实施例的变桨控制器的框图。

参照图8，变桨控制器800可包括处理器810和存储器820。处理器810可包括(但不限于)中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。存储器820可存储将由处理器810执行的计算机程序。存储器820可包括高速随机存取存储器和/或非易失性计算机可读存储介质。当处理器810执行存储器820中存储的计算机程序时，可实现如上所述的风力发电机组的变桨控制方法。

可选择地，变桨控制器800可以以有线/无线通信方式与风力发电机组中的其他各种组件进行通信，还可以有线/无线通信方式与风电场中的其他装置进行通信。此外，变桨控制器800可以以有线/无线通信方式与风电场外部的装置进行通信。

图9是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法的应用效果的示意图。

参照图9，曲线901表示原始给定变桨速度，曲线902表示根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法处理后的给定变桨速度。从图9可以看出，曲线901发生频繁波动，而曲线902不再频繁波动，但是可以跟随原始给定变桨速度的变化趋势，并且不会出现严重的延迟现象。另一方面，曲线902是连续变化的平滑曲线，不会出现长时间的停顿现象。

根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法可被编写为计算机程序并被存储在计算机可读存储介质上。当所述计算机程序被处理器执行时，可实现如上所述的风力发电机组的变桨控制方法。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、非易失性存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、蓝光或光盘存储器、硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、卡式存储器(诸如，多媒体卡、安全数字(SD)卡或极速数字(XD)卡)、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及任何其他装置，所述任何其他装置被配置为以非暂时性方式存储计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并将所述计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机使得处理器或计算机能执行所述计算机程序。在一个示例中，计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统上，使得计算机程序以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构通过一个或多个处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行。

根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器，能够解决给定变桨速度的波动频率不易检测以及当前给定变桨速度不能跟随速度总体变化趋势的问题。所述变桨控制方法及变桨控制器还能解决以下问题：在传统的均值滤波法中，滤波窗口小会使滤波效果差，而滤波窗口长又会导致给定变桨速度长时间无变化、影响风力发电机组安全运行。所述变桨控制方法及变桨控制器还能只检测给定变桨速度的波动并且在检测到波动后直接触发故障停机从而导致发电量损失的问题。所述变桨控制方法及变桨控制器可以有效地获取给定变桨速度的波动特征和趋势，从而应用于风力发电机组的变桨控制。所述变桨控制方法及变桨控制器还能有效解决检测波动斜率、跳变次数等方法的单次跳变、周期不固定、幅值不固定等不足，并且能够自动、智能地获取波动的给定变桨速度的中心线。

此外，根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器，能够在风力发电机组的给定变桨速度发生波动时，进行有效的检测，并在风力发电机组不停机的同时保证风机的运行安全和变桨控制的精度。换言之，根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨控制方法及变桨控制器，能够避免风力发电机组触发故障并避免风力发电机组的保护停机，降低风力发电机组的运行风险和故障率，对提高风电场收益、尤其是避免严重性事故的发生，具有重要的意义。

虽然已表示和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (10)

1.一种风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法包括：

基于给定变桨速度的变化方向，对给定变桨速度进行离散化处理；

响应于给定变桨速度的变化方向发生改变，确定给定变桨速度的波动频率；

响应于给定变桨速度的波动频率大于预定阈值，计算预定时间段期间给定变桨速度的最大值与最小值的平均值；

将计算的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作，

其中，所述预定时间段是指从上次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻到本次给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻之间的时间段。

2.如权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，响应于给定变桨速度的变化率为正值，将给定变桨速度的变化方向确定为第一方向，并且响应于给定变桨速度的变化率为负值，将给定变桨速度的变化方向确定为第二方向，每当给定变桨速度的变化率发生正负值变化，确定给定变桨速度的变化方向发生改变。

3.如权利要求2所述的变桨控制方法，其特征在于，基于给定变桨速度的变化方向，对给定变桨速度进行离散化处理的步骤包括：

基于给定变桨速度的变化方向为第一方向，将当前给定变桨速度设置为第一离散值；

基于给定变桨速度的变化方向为第二方向，将当前给定变桨速度设置为第二离散值。

4.如权利要求3所述的变桨控制方法，其特征在于，响应于给定变桨速度的变化方向发生改变，确定给定变桨速度的波动频率的步骤包括：

基于预定检测周期期间第一离散值的数量或者第二离散值的数量来确定给定变桨速度的波动频率。

5.如权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法还包括：

连续地读取给定变桨速度；

将当前给定变桨速度和已经读取的给定变桨速度中的最大值与最小值分别进行比较；

响应于当前给定变桨速度大于给定变桨速度的最大值，将当前给定变桨速度记录为给定变桨速度的最大值；

响应于当前给定变桨速度小于给定变桨速度的最小值，将当前给定变桨速度记录为给定变桨速度的最小值，

其中，每当给定变桨速度的变化方向发生改变，将给定变桨速度的最大值设置为第一初始值，并将给定变桨速度的最小值设置为第二初始值，其中，第一初始值小于第二初始值。

6.如权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，将计算的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作的步骤包括：

对计算的平均值执行滑动平均值滤波，并将滤波后的平均值作为当前给定变桨控制速度来执行变桨操作，

其中，滑动平均值滤波的参数为小于或等于5的正整数。

7.如权利要求1所述的变桨控制方法，其特征在于，所述变桨控制方法还包括：

响应于给定变桨速度的波动频率小于或等于预定阈值，根据给定变桨速度的变化方向发生改变的时刻的给定变桨速度来执行变桨操作。

8.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的风力发电机组的变桨控制方法。

9.一种变桨控制器，其特征在于，所述变桨控制器包括：

处理器；和

存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的风力发电机组的变桨控制方法。

10.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括如权利要求9所述的变桨控制器。