本發(fā)明實施例涉及風(fēng)力發(fā)電控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機組及其控制方法。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機械能，機械能驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的發(fā)電設(shè)備。為了保障風(fēng)力發(fā)電機整機的正常運行，需要對風(fēng)力發(fā)電機的各個系統(tǒng)進(jìn)行控制。如對于永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機而言，在風(fēng)力發(fā)電機運行過程中涉及到風(fēng)力發(fā)電機的扭矩控制、發(fā)電機散熱系統(tǒng)控制、變流器散熱系統(tǒng)控制、變槳控制、制動控制、偏航控制等。

在目前的風(fēng)力發(fā)電機的整機結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動電機雖然具有多繞組的結(jié)構(gòu)，變流器也可以設(shè)置為多個，每個變流器采用背靠背母線相對獨立的結(jié)構(gòu)，但由于驅(qū)動電機、機側(cè)開關(guān)、變流器、網(wǎng)側(cè)開關(guān)整體串聯(lián)共同構(gòu)成一個發(fā)電電路，并由主控系統(tǒng)進(jìn)行單個主線控制。所以在風(fēng)力發(fā)電整機的某一功能單元出現(xiàn)故障時，主控系統(tǒng)只能對該類功能單元進(jìn)行同一控制，例如只能同時停止運行驅(qū)動電機中的多繞組，或者同時改變相對獨立設(shè)置的多個變流器的控制參數(shù)，導(dǎo)致某一功能單元出現(xiàn)故障時，整個發(fā)電電路均受影響，進(jìn)而不能對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行充分的利用，降低了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機組及其控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機組中各功能單元整體串聯(lián)，并由主控系統(tǒng)進(jìn)行單個主線控制造成的某一功能單元出現(xiàn)故障時，整個電能傳輸系統(tǒng)均受影響，進(jìn)而不能對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行充分的利用，降低了風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電量的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機組，包括：

至少兩套電能傳輸系統(tǒng)，所述電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)；

控制系統(tǒng)，其包括上層控制器以及與各套電能傳輸系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的控制子系統(tǒng)，每套控制子系統(tǒng)包括底層控制器；

其中，所述底層控制器用于監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)所述運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器；

所述上層控制器用于在根據(jù)所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制所述電能傳輸系統(tǒng)依照所述運行指令進(jìn)行工作。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，所述風(fēng)力發(fā)電機組包括：至少兩套電能傳輸系統(tǒng)，所述電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)；控制系統(tǒng)，其包括上層控制器以及與各套電能傳輸系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的控制子系統(tǒng)，每套控制子系統(tǒng)包括底層控制器；

所述控制方法包括：

所述底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)所述運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器；

所述上層控制器在根據(jù)所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制所述電能傳輸系統(tǒng)依照所述運行指令進(jìn)行工作。

本發(fā)明實施例提供一種風(fēng)力發(fā)電機組及風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，該風(fēng)力發(fā)電機組包括：至少兩套電能傳輸系統(tǒng)，電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)；控制系統(tǒng)，其包括上層控制器以及與各套電能傳輸系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的控制子系統(tǒng)，每套控制子系統(tǒng)包括底層控制器；其中，底層控制器用于監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器；上層控制器用于在根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制電能傳輸系統(tǒng)依照運行指令進(jìn)行工作。由于每套電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)，電能傳輸系統(tǒng)中的相同功能單元彼此獨立，所以在某一功能單元出現(xiàn)故障時，只對該功能單元所在的電能傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并不會影響其他套電能傳輸系統(tǒng)的正常運行，底層控制器能夠?qū)?yīng)的功能單元進(jìn)行獨立監(jiān)測，由上層控制器判斷出對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，生成運行指令，控制所述故障電能傳輸系統(tǒng)依照所述運行指令進(jìn)行工作，不影響非故障電能傳輸系統(tǒng)的正常運行，所以對風(fēng)力發(fā)電機組的進(jìn)行了充分利用，進(jìn)而提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機實施例二中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的實施例三中上層控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的實施例四中上層控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為非故障電能傳輸系統(tǒng)發(fā)電機繞組的電流隨時間的變化情況示意圖；

圖6為電能傳輸系統(tǒng)發(fā)電機繞組的磁極的受力情況示意圖；

圖7為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例一的流程圖；

圖8為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例二的流程圖；

圖9為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例三的流程圖；

圖10為發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例四的流程圖；

圖11為兩套電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電和切除故障電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電的模式示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-發(fā)電子系統(tǒng) 11a-第一發(fā)電機繞組 11b-第一發(fā)電機繞組散熱器 11c-第一機側(cè)開關(guān) 11d-第一變流器 11e-第一變流器散熱器 12a-第二發(fā)電機繞組 12b-第二發(fā)電機繞組散熱器 12c-第二機側(cè)開關(guān) 12d-第二變流器 12e-第二變流器散熱器 2-控制系統(tǒng) 21-底層控制器 211-變流器中央控制模塊 211a1-第一變流器整流控制子模塊 211a2-第一變流器逆變控制子模塊 211b1-第二變流器整流控制子模塊 211b2-第二變流器逆變控制子模塊 212-開關(guān)控制模塊 213-發(fā)電機繞組散熱控制模塊 214-變流器散熱控制模塊 22-上層控制器 221-故障類型確定單元 222-運行模式確定單元 223-運行命令生成單元 223a-第一運行指令生成模塊 223b-第二運行指令生成模塊 223c-第三運行指令生成模塊 224-故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元 225-調(diào)配控制參數(shù)計算單元 226-非故障電能傳輸系統(tǒng)控制單元 3-輸電子系統(tǒng) 31a-第一網(wǎng)側(cè)開關(guān) 31b-第一變壓器繞組 32a-第二網(wǎng)側(cè)開關(guān) 32b-第二變壓器繞組 501-U相上的第3條支路電流曲線(Coil#1u3) 502-U相上的第7條支路電流曲線(Coil#1u7) 503-V相上的第3條支路電流曲線(Coil#1v3) 504-V相上的第7條支路電流曲線(Coil#1v7) 505-W相上的第1條支路電流曲線(Coil#1w1) 506-W相上的第9條支路電流電流曲線(Coil#1w9) 507-W相的電流環(huán)流曲線 508-V相的電流環(huán)流曲線 509-U相的電流環(huán)流曲線

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時”或“當(dāng)……時”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測”。類似地，取決于語境，短語“如果確定”或“如果檢測(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(陳述的條件或事件)時”或“響應(yīng)于檢測(陳述的條件或事件)”。

圖1為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組包括：至少兩套電能傳輸系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。至少兩套電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)，每套電能傳輸系統(tǒng)具有相同的功能單元。每套電能傳輸系統(tǒng)可以獨立進(jìn)行發(fā)電，也可以并聯(lián)發(fā)電?？刂葡到y(tǒng)包括上層控制器以及與各套電能傳輸系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的控制子系統(tǒng)，每套控制子系統(tǒng)包括底層控制器。

本實施例中，在圖1中只示意出兩套電能傳輸系統(tǒng)的情景，根據(jù)發(fā)電量的需求，也可以為三套電能傳輸系統(tǒng)或四套電能傳輸系統(tǒng)等。本實施例中，對此不做限定。其中，該風(fēng)力發(fā)電機組可以為永磁直驅(qū)發(fā)電機組或雙饋風(fēng)力發(fā)電機組或其他類型，本實施例中對此不做限定。

具體地，本實施例中，風(fēng)力發(fā)電機組包括至少兩套電能傳輸系統(tǒng)，各套電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)，每套電能傳輸系統(tǒng)中具有功能相同的功能單元，各套電能傳輸系統(tǒng)之間的同類功能單元間彼此獨立。因此該風(fēng)力發(fā)電機組中具有冗余的電能傳輸系統(tǒng)。

本實施例中，各套電能傳輸系統(tǒng)分別包括發(fā)電子系統(tǒng)和輸電子系統(tǒng)。

發(fā)電子系統(tǒng)的功能單元包括：發(fā)電機繞組、發(fā)電機繞組散熱器；輸電子系統(tǒng)的功能單元包括：機側(cè)開關(guān)、變流器、變流器散熱器、網(wǎng)側(cè)開關(guān)和變壓器繞組。其中，發(fā)電機繞組、機側(cè)開關(guān)、變流器、網(wǎng)側(cè)開關(guān)和變壓器繞組依次串聯(lián)；發(fā)電機繞組散熱器用于為發(fā)電機繞組散熱，變流器散熱器用于為變流器散熱。

則如圖1所示，在第一發(fā)電子系統(tǒng)中包括：第一發(fā)電機繞組11a、第一發(fā)電機繞組散熱器11b；第一輸電子系統(tǒng)中包括：第一機側(cè)開關(guān)11c、第一變流器11d、第一變流器散熱器11e、第一網(wǎng)側(cè)開關(guān)31a、第一變壓器繞組31b；

在第二發(fā)電子系統(tǒng)中包括：第二發(fā)電機繞組12a、第二發(fā)電機繞組散熱器12b。第二輸電子系統(tǒng)中包括：第二機側(cè)開關(guān)12c、第二變流器12d、第二變流器散熱器12e、第二網(wǎng)側(cè)開關(guān)32a和第二變壓器繞組32b。

在圖1中控制系統(tǒng)與各功能單元相連的線路為控制線路，各功能單元之間相連的線路為電能傳輸路徑。

本實施例中，至少兩套發(fā)電子系統(tǒng)中的發(fā)電機繞組為雙繞組或多繞組。例如，可將雙繞組設(shè)置為雙Y繞組。每套輸電子系統(tǒng)中的變流器可以為背對背母線相對獨立結(jié)構(gòu)。每套輸電子系統(tǒng)中的發(fā)電機繞組散熱器和變流器散熱器均可以為雙泵結(jié)構(gòu)。機側(cè)開關(guān)和網(wǎng)側(cè)開關(guān)的類型不做限定。

其中，針對每套發(fā)電子系統(tǒng)中的每個功能單元，均設(shè)置有相應(yīng)的底層控制器，底層控制器的一端與對應(yīng)的功能單元相連，底層控制器的另一端與上層控制器相連。

本實施例中，底層控制器，用于監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器；

上層控制器，用于在根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照運行指令進(jìn)行工作。

為更好地理解本實施例，通過各元件的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系確定的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法可參見圖7。在實際應(yīng)用中，每個底層控制器對應(yīng)監(jiān)測電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)可根據(jù)功能單元的不同有所不同。如對于變流器，可監(jiān)測變流器中整流模塊、逆變模塊、濾波模塊的運行溫度，變流器心跳信號等。對于發(fā)電機繞組，監(jiān)測的運行狀態(tài)參數(shù)可以為三相電電流是否平衡、發(fā)電機繞組的溫度等。

本實施例中，每個底層控制器根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元的是否滿足異常條件的方法可以預(yù)先存儲每個功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)異常的數(shù)值范圍，將監(jiān)測到的運行狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值與運行狀態(tài)參數(shù)異常的數(shù)值范圍進(jìn)行對比，若落入在異常的數(shù)值范圍內(nèi)，則確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件。判斷對應(yīng)功能單元的是否滿足異常條件也可以為其他方法，本實施例中對此不做限定。

本實施例中，上層控制器根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障的方法不做限定。如可以預(yù)存有每個功能單元的故障條件，判斷對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)是否滿足故障條件，若滿足，則確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障，也可以采用其他方法判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，本實施例中對此不做限定。

本實施例中，在根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，可自動生成運行指令，也可在接收到使能信號后，生成運行指令，控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照運行指令進(jìn)行工作。運行指令可以為對故障電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行切除的指令；也可為調(diào)節(jié)故障電能傳輸系統(tǒng)運行狀態(tài)的指令，如調(diào)節(jié)故障電能傳輸系統(tǒng)中的運行參數(shù)以使故障電能傳輸系統(tǒng)恢復(fù)正常的指令；還可以為控制非故障電能傳輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)的指令。

本實施例中，在上層控制器控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照運行指令進(jìn)行工作時，由于該故障電能傳輸系統(tǒng)與非故障電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)，所以非故障電能傳輸系統(tǒng)能夠正常運行，繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電輸電工作。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組，包括：至少兩套電能傳輸系統(tǒng)，電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)；控制系統(tǒng)，其包括上層控制器以及與各套電能傳輸系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的控制子系統(tǒng)，每套控制子系統(tǒng)包括底層控制器；其中，底層控制器用于監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器；上層控制器用于在根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制電能傳輸系統(tǒng)依照運行指令進(jìn)行工作。由于每套電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)，電能傳輸系統(tǒng)中的相同功能單元彼此獨立，所以在某一功能單元出現(xiàn)故障時，只對該功能單元所在的電能傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并不會影響其他套電能傳輸系統(tǒng)的正常運行，底層控制器能夠?qū)?yīng)的功能單元進(jìn)行獨立監(jiān)測，由上層控制器判斷出對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，生成運行指令，控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照運行指令進(jìn)行工作，不影響非故障發(fā)電電路的正常運行，所以對風(fēng)力發(fā)電機組的進(jìn)行了充分利用，提高了對風(fēng)力發(fā)電機組的充分利用。進(jìn)而提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。

圖2為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的實施例二中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖2中除變流器的底層控制器外，其他的底層控制器和上層控制器只畫出了一套。變流器對應(yīng)的底層控制器為兩套。如圖2所示，本實施提供的風(fēng)力發(fā)電機組在本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例一的基礎(chǔ)上，是對控制系統(tǒng)的底層控制器和上層控制器的進(jìn)一步細(xì)化，則本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組包括以下特征。

控制系統(tǒng)的每套控制子系統(tǒng)中的底層控制器包括：變流器中央控制模塊211、開關(guān)控制模塊212、發(fā)電機繞組散熱控制模塊213、變流器散熱控制模塊214。

其中，變流器中央控制模塊211，用于對整個變流器進(jìn)行控制和管理。

進(jìn)一步地，變流器中央控制模塊211包括：整流控制子模塊和逆變控制子模塊。

其中，整流控制子模塊用于控制電能傳輸系統(tǒng)中變流器的整流模塊的工作狀態(tài)，且監(jiān)測整流模塊的運行狀態(tài)參數(shù)。逆變控制子模塊用于控制電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊的工作狀態(tài)，且監(jiān)測逆變模塊的運行狀態(tài)參數(shù)。

在圖2中示意出的變流器中央控制模塊211包括：第一變流器整流控制子模塊211a1和第一變流器逆變控制子模塊211a2、第二變流器整流控制子模塊211b1和第二變流器逆變控制子模塊211b2。

具體地，本實施例中，整流控制子模塊監(jiān)測電能傳輸系統(tǒng)中變流器的整流模塊的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定整流模塊滿足異常條件的情況下，將整流模塊的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給變流器中央控制模塊，并由變流器中央控制模塊發(fā)送給上層控制器，上層控制器在根據(jù)整流模塊的運行狀態(tài)參數(shù)確定整流模塊發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，通過變流器中央控制模塊和整流控制子模塊控制電能傳輸系統(tǒng)中變流器的整流模塊的工作狀態(tài)。

同理，逆變控制子模塊監(jiān)測電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定逆變模塊滿足異常條件的情況下，將逆變模塊的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給變流器中央控制模塊，并由變流器中央控制模塊發(fā)送給上層控制器，上層控制器在根據(jù)逆變模塊的運行狀態(tài)參數(shù)確定逆變模塊發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，通過變流器中央控制模塊和逆變控制子模塊控制電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊的工作狀態(tài)。

本實施例中，開關(guān)控制模塊212用于控制機側(cè)開關(guān)和網(wǎng)側(cè)開關(guān)的工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，變流器中央控制模塊211設(shè)置在變流器中，可以理解的是，整流控制子模塊和逆變控制子模塊也設(shè)置在變流器中。

優(yōu)選地，開關(guān)控制模塊212、發(fā)電機繞組散熱控制模塊213、變流散熱控制模塊214設(shè)置在主控柜中。

需要說明的是，變流器中央控制模塊既對變流器進(jìn)行控制，也對發(fā)電機繞組進(jìn)行控制。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的底層控制器包括：變流器中央控制模塊、開關(guān)控制模塊、發(fā)電機繞組散熱控制模塊、變流器散熱控制模塊。其中，變流器中央控制模塊包括：整流控制子模塊和逆變控制子模塊。整流控制子模塊用于控制電能傳輸系統(tǒng)中變流器的整流模塊的工作狀態(tài)，且監(jiān)測整流模塊的運行狀態(tài)參數(shù)，逆變控制子模塊用于控制電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊的工作狀態(tài)，且監(jiān)測逆變模塊的運行狀態(tài)參數(shù)。開關(guān)控制模塊用于控制機側(cè)開關(guān)和網(wǎng)側(cè)開關(guān)的工作狀態(tài)。

優(yōu)選地，上層控制器、開關(guān)控制模塊、發(fā)電機繞組散熱控制模塊、變流散熱控制模塊設(shè)置在主控柜中；變流器中央控制模塊設(shè)置在變流器中，更方便地對發(fā)電電路中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并且便于對控制器的管理。

圖3為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的實施例三中上層控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實施提供的風(fēng)力發(fā)電機組在本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例二的基礎(chǔ)上，對上層控制器的進(jìn)一步細(xì)化，則本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組還包括以下特征。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的上層控制器具體包括：故障類型確定單元221、運行模式確定單元222和運行命令生成單元223。

進(jìn)一步地，故障類型確定單元221，用于根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則確定故障類型。

具體地，本實施例中，故障類型確定單元221可預(yù)先對電能傳輸系統(tǒng)的故障進(jìn)行分類，并將故障類型進(jìn)行存儲。在根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，根據(jù)預(yù)存儲的故障類型，確定對應(yīng)功能單元所屬的故障類型。

進(jìn)一步地，運行模式包括以下模式的任意一種：

在線自動切除模式、離線自動切除模式和被動切除模式。

其中，在線自動切除模式為不進(jìn)行停機就可自動控制故障電能傳輸系統(tǒng)切除的模式。離線自動切除模式為進(jìn)行停機并重啟后，可自動控制故障電能傳輸系統(tǒng)切除的模式。被動切除模式為技術(shù)人員手動發(fā)送切除使能信號，并由控制系統(tǒng)控制故障電能傳輸系統(tǒng)切除的模式。

本實施例中，故障類型確定單元221可根據(jù)運行模式對故障類型進(jìn)行分類，如可進(jìn)行在線自動切除模式的故障類型劃分為第一故障類型，可進(jìn)行離線自動切除模式的故障類型劃分為第二故障類型，可進(jìn)行被動切除模式的故障類型劃分為第三故障類型。

進(jìn)一步地，運行模式確定單元222，與故障類型確定單元221相連，用于根據(jù)預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定故障電能傳輸系統(tǒng)的運行模式。

具體地，本實施例中，運行模式確定單元222預(yù)先存儲有故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系。即第一故障類型與在線自動切除模式相對應(yīng)，第二故障類型與離線自動切除模式相對應(yīng)，第三故障類型與被動切除模式行對應(yīng)。根據(jù)對應(yīng)功能單元所屬的故障類型，查找預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定與對應(yīng)功能單元所屬的故障類型對應(yīng)的切除模式。

進(jìn)一步地，運行命令生成單元223，與運行模式確定單元222相連，用于根據(jù)運行模式生成運行指令。

優(yōu)選地，本實施例中，運行指令生成單元223包括：第一運行指令生成模塊223a、第二運行指令生成模塊223b和第三運行指令生成模塊223c。

其中，若運行模式為在線自動切除模式，則第一運行指令生成模塊223a用于在未停止風(fēng)力發(fā)電機組運行的狀態(tài)下，自動生成切除指令。

若運行模式為離線自動切除模式，則第二運行指令生成模塊223b用于控制風(fēng)力發(fā)電機組停止運行，判斷風(fēng)力發(fā)電機組是否重新啟動，若風(fēng)力發(fā)電機組重新啟動，則自動生成切除指令。

若運行模式為被動切除模式，則第三運行指令生成模塊223c用于判斷是否接收到切除使能信號，若接收到切除使能信號，則根據(jù)切除使能信號，生成切除指令。

具體地，本實施例中，若運行模式為被動切除模式，則第三運行指令生成模塊223c向中控裝置發(fā)送提示信息，以使技術(shù)人員對故障再次進(jìn)行確認(rèn)后，若能夠通過切除故障電能傳輸系統(tǒng)，其他非故障電能傳輸系統(tǒng)能夠繼續(xù)進(jìn)行發(fā)電，則技術(shù)人員通過中控裝置向上層控制器發(fā)送切除使能信號，第三運行指令生成模塊223c根據(jù)切除使能信號，生成切除指令。

進(jìn)一步地，上層控制器還包括：故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元224。

其中，故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元224與運行命令生成單元223相連，用于控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照據(jù)切除指令停止工作，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除。

所以，本實施例中，第一運行指令生成模塊223a、第二運行指令生成模塊223b或第三運行指令生成模塊223c在生成切除指令后，故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元224控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止工作。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組，通過底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器，上層控制器中的故障類型確定單元根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則確定故障類型，運行模式確定單元根據(jù)故障類型和預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定電能傳輸系統(tǒng)的運行模式，運行命令生成單元根據(jù)運行模式生成運行指令。

其中，運行模式為在線自動切除模式、離線自動切除模式或被動切除模式，運行指令為切除指令，故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止工作，故障電能傳輸系統(tǒng)從風(fēng)力發(fā)電機組中切除。不僅對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行了充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。并且面對多種故障類型，若不能對故障進(jìn)行恢復(fù)，直接對故障電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行切除處理。

圖4為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的實施例四中的上層控制器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，本實施提供的風(fēng)力發(fā)電機組在本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例三的基礎(chǔ)上，對上層控制器的進(jìn)一步細(xì)化。

進(jìn)一步地，本實施例中，上層控制器還包括：調(diào)配控制參數(shù)計算單元225和非故障電能傳輸系統(tǒng)控制單元226。

調(diào)配控制參數(shù)計算單元225，用于計算非故障電能傳輸系統(tǒng)中的調(diào)配控制參數(shù)。

具體地，本實施例中，調(diào)配的控制參數(shù)例如包括：非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機的扭矩設(shè)定值、無功給定值、發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)。

調(diào)配的控制參數(shù)還可以包括：抑制電流環(huán)流的調(diào)配控制參數(shù)等。

其中，非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)為非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機繞組的參數(shù)。

本實施例中，非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機繞組的參數(shù)通過對故障電能傳輸系統(tǒng)的切除后的仿真和測試來確定，或者在故障電能傳輸系統(tǒng)切除后，由變流器中央控制模塊獲取非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的電流和電壓的變化情況，并發(fā)送給上層控制器，由上層控制器根據(jù)電流和電壓的變化情況計算非故障電能傳輸系統(tǒng)中的繞組的參數(shù)。

非故障電能傳輸系統(tǒng)控制單元226，與調(diào)配控制參數(shù)計算單元225相連，用于依照調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

具體地，本實施例中，調(diào)配控制參數(shù)計算單元225依照調(diào)配控制參數(shù)中的發(fā)電機的扭矩設(shè)定值、無功給定值、發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中的發(fā)電機的運行狀態(tài)，使發(fā)電機能夠增大發(fā)電量，使其滿足要求。并且調(diào)配控制參數(shù)計算單元225可依照抑制電流環(huán)流的調(diào)配控制參數(shù)，控制發(fā)電機繞組中的電流環(huán)流。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組，底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器，上層控制器用于根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則確定故障類型，根據(jù)故障類型和預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定電能傳輸系統(tǒng)的運行模式，根據(jù)運行模式生成運行指令；其中，運行模式為在線自動切除模式、離線自動切除模式或被動切除模式，運行指令為切除指令，控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止運行，使得故障電能傳輸系統(tǒng)從風(fēng)力發(fā)電機組中切除；上層控制器中的調(diào)配控制參數(shù)計算單元計算非故障電能傳輸系統(tǒng)中的調(diào)配控制參數(shù)，非故障電能傳輸系統(tǒng)控制單元，用于依照調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)，不僅對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行了充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。并且在對故障電能傳輸系統(tǒng)切除后，非故障的電能傳輸系統(tǒng)也能滿足發(fā)電需求。

由于本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機組中發(fā)電機采用雙繞組或多繞組的結(jié)構(gòu)。在未對某一電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行切除時，各套發(fā)電機繞組的U/V/W三相在空間上均布對稱，因此在同相間包括的并聯(lián)設(shè)置的不同支路間不存在電流環(huán)流。由于在故障電能傳輸系統(tǒng)切除后，剩下的發(fā)電機繞組的U/V/W三相在空間上非均布對稱，所以在同相間包括的并聯(lián)設(shè)置的不同支路間存在電流環(huán)流，電流環(huán)流會導(dǎo)致發(fā)電機繞組局部發(fā)熱嚴(yán)重，同時在磁極上產(chǎn)生相應(yīng)頻率的徑向力和切向力，同時還會與感應(yīng)電動勢的基波綜合作用產(chǎn)生紋波扭矩。磁極上徑向力和切向力的增加與新產(chǎn)生的紋波轉(zhuǎn)矩會引起發(fā)電機較大的振動，影響發(fā)電機的使用壽命。并且發(fā)電機振動會產(chǎn)生相應(yīng)頻率的噪聲音調(diào)。

以直驅(qū)永磁發(fā)電機為例，若該直驅(qū)永磁發(fā)電機有兩套電能傳輸系統(tǒng)，在故障電能傳輸系統(tǒng)切除后，采集非故障電能傳輸系統(tǒng)繞組的電流隨時間的變化情況，以及磁極的受力情況。

具體地，圖5為非故障電能傳輸系統(tǒng)發(fā)電機繞組的電流隨時間的變化情況示意圖。在圖5中為非故障電能傳輸系統(tǒng)發(fā)電機單繞組情況下U/V/W三相的電流情況，每相包括并聯(lián)設(shè)置的八個支路，采集同相中的八個支路中各自的電流，獲取最大電流和最小電流。如圖5中501和502兩條曲線分別為U相上的第3條支路電流曲線和第7條支路電流曲線，其分別為U相上的最大電流和最小電流。同理，503和504兩條曲線分別為V相上的第3條支路電流曲線和第7條支路電流曲線，其分別為V相上的最大電流和最小電流。505和506兩條曲線分別為W相上的第1條支路電流曲線和第9條支路電流電流曲線，其分別為W相的最大電流和最小電流。而圖5中的下部的三條曲線分別為各相中的最大電流支路和最小電流支路上的電流差形成的曲線，分別為對應(yīng)的電流環(huán)流。曲線509為U相的電流環(huán)流，曲線508為V相的電流環(huán)流，曲線507為W相的電流環(huán)流。通過將最大電流環(huán)流與對應(yīng)的最大電流進(jìn)行對比，最大電流環(huán)流為額定電流的5.7％。

具體地，圖6為電能傳輸系統(tǒng)發(fā)電機繞組的磁極的受力情況示意圖。如圖6所示，圖中的四個曲線分別為在雙繞組或單繞組運行情況下磁極切向力與徑向力隨時間變化曲線。從圖6中可以看出，在對故障電能傳輸系統(tǒng)的進(jìn)行切除后，非故障電能傳輸系統(tǒng)的單繞組運行時單個磁極的切向力與徑向力會增加很多，增幅大約為3％。

所以，為了抑制由于故障電能傳輸系統(tǒng)的切除對非故障電能傳輸系統(tǒng)的影響，抑制發(fā)電機的振動，降低發(fā)電機振動產(chǎn)生的相應(yīng)頻率的噪聲音調(diào)，則本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組在本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例四的基礎(chǔ)上還包括以下特征。

進(jìn)一步地，本實施例中，調(diào)配控制參數(shù)為：諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)。

調(diào)配控制參數(shù)計算單元225，具體用于根據(jù)非故障電能傳輸系統(tǒng)運行時發(fā)電機繞組產(chǎn)生的電流環(huán)流計算諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)。

其中，諧波電流為抑制電流環(huán)流的電流。諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)包括：振幅、相位和頻率。

具體地，本實施例中，通過對非故障電能傳輸系統(tǒng)的監(jiān)測，采集電流環(huán)流，確定電流環(huán)流的振幅、相位和頻率。則計算諧波電流的振幅等于電流環(huán)流的振幅，諧波電流的相位與電流環(huán)流的相位相反，諧波電流的頻率等于電流環(huán)流的頻率。

非故障電能傳輸系統(tǒng)控制單元226，具體用于依照諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊注入諧波電流，以消除電流環(huán)流。

具體地，本實施例中，依照諧波電流的振幅、相位和頻率，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊生成諧波電流，并注入該諧波電流，由于諧波電流的振幅和頻率與電流環(huán)流的振幅和頻率相等，并且相位相反，使注入的諧波電流能夠消除電流環(huán)流。電流環(huán)流的消除使磁極上產(chǎn)生的徑向力和切向力降低到?jīng)]有切除故障電能傳輸系統(tǒng)前的量，進(jìn)而抑制了發(fā)電機的振動，也抑制了噪聲音調(diào)。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組，在上層控制器中的故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止運行，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除后，調(diào)配控制參數(shù)計算單元根據(jù)非故障電能傳輸系統(tǒng)運行時發(fā)電機繞組產(chǎn)生的電流環(huán)流計算諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)；非故障電能傳輸系統(tǒng)控制單元，依照諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊注入諧波電流，以消除電流環(huán)流。不僅對風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行了充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。并且電流環(huán)流的消除使磁極上產(chǎn)生的徑向力和切向力降低到?jīng)]有切除故障電能傳輸系統(tǒng)前的量，進(jìn)而抑制了發(fā)電機的振動，也抑制了噪聲音調(diào)。

圖7為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例一的流程圖，本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法用于對上述實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組進(jìn)行控制。同時，為更好地理解本實施例，各元件的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系等可以參見圖1。該風(fēng)力發(fā)電機的控制方法應(yīng)用在本發(fā)明實施例一提供的風(fēng)力發(fā)電機組中，該風(fēng)力發(fā)電機組包括：至少兩套電能傳輸系統(tǒng)，電能傳輸系統(tǒng)之間彼此并聯(lián)；控制系統(tǒng)，其包括上層控制器以及與各套電能傳輸系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的控制子系統(tǒng)，每套控制子系統(tǒng)包括底層控制器。則本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法包括以下步驟。

步驟701，底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)所述運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器。

本實施例中，如圖2所示，針對每套控制子系統(tǒng)，底層控制器分別為：變流器中央控制模塊、開關(guān)控制模塊、發(fā)電機繞組散熱控制模塊和變流器散熱控制模塊。

本實施例中，每個底層控制器對應(yīng)監(jiān)測電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)可根據(jù)功能單元的不同有所不同。

本實施例中，每個底層控制器根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元的是否滿足異常條件的方法也不做限定，

本實施例中，對每個底層控制器對應(yīng)監(jiān)測電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)的描述、每個底層控制器根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元的是否滿足異常條件的方法的描述具體可參見本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例一中的相應(yīng)描述，在此不再一一贅述。

步驟702，上層控制器在根據(jù)所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制所述故障電能傳輸系統(tǒng)依照所述運行指令進(jìn)行工作。

本實施例中，上層控制器與控制子系統(tǒng)中的每個底層控制器連接，通過總線或以太網(wǎng)進(jìn)行通信。

具體地，本實施例中，上層控制器根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障的方法不做限定。如可以預(yù)存有每個功能單元的故障條件，判斷對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)是否滿足故障條件，若滿足，則確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障，也可以采用其他方法判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，本實施例中對此不做限定。

本實施例中，在確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，對發(fā)送運行指令的方式也不做限定。

本實施例中，控制器根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障的方法的描述、在確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，對發(fā)送運行指令的方式描述具體可參見本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例一中的相應(yīng)描述，在此不再一一贅述。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，通過底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)所述運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器；上層控制器在根據(jù)所述對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障的情況下，生成運行指令，控制所述故障電能傳輸系統(tǒng)依照所述運行指令進(jìn)行工作。由于風(fēng)力發(fā)電機組中每套電能傳輸系統(tǒng)彼此并聯(lián)，電能傳輸系統(tǒng)中的相同功能單元彼此獨立，所以在某一功能單元出現(xiàn)故障時，只對該功能單元所在的電路產(chǎn)生影響，并不會影響其他套電能傳輸系統(tǒng)的正常運行，底層控制器能夠?qū)?yīng)的功能單元進(jìn)行獨立監(jiān)測，由上層控制器判斷出對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，生成運行指令，控制所述故障電能傳輸系統(tǒng)依照所述運行指令進(jìn)行工作，不影響非故障發(fā)電電路的正常運行，所以對風(fēng)力發(fā)電機組的進(jìn)行了充分利用。進(jìn)而提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。

圖8為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例二的流程圖，如圖8所示，本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法是對本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例一的步驟702的進(jìn)一步細(xì)化，同時，為更好地理解本實施例，各元件的結(jié)構(gòu)位置關(guān)系等可以參見圖3。則本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法包括以下步驟。

步驟801，底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器。

本實施例中，步驟801的實現(xiàn)方式與本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例一中的步驟701的實現(xiàn)方式相同，在此不再一一贅述。

步驟802，上層控制器根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則確定故障類型。

進(jìn)一步地，本實施例中，預(yù)先將電能傳輸系統(tǒng)的故障進(jìn)行分類，并將故障類型進(jìn)行存儲。在根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元發(fā)生故障后，根據(jù)預(yù)存儲的故障類型，確定對應(yīng)功能單元所屬的故障類型。

本實施例中，可根據(jù)運行模式對故障類型進(jìn)行分類，如可進(jìn)行在線自動切除模式的故障類型劃分為第一故障類型，可進(jìn)行離線自動切除模式的故障類型劃分為第二故障類型，可進(jìn)行被動切除模式的故障類型劃分為第三故障類型。

步驟803，上層控制器根據(jù)預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定故障電能傳輸系統(tǒng)的運行模式。

其中，運行模式包括以下模式的任意一種：

在線自動切除模式、離線自動切除模式、被動切除模式。

具體地，本實施例中，預(yù)先存儲有故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系。即第一故障類型與在線自動切除模式相對應(yīng)，第二故障類型與離線自動切除模式相對應(yīng)，第三故障類型與被動切除模式行對應(yīng)。根據(jù)對應(yīng)功能單元所屬的故障類型，查找預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定與對應(yīng)功能單元所屬的故障類型對應(yīng)的運行模式。

步驟804，上層控制器判斷運行模式是否為在線自動切除模式，若是，則執(zhí)行步驟805，否則，執(zhí)行步驟806。

進(jìn)一步地，本實施例中，運行模式包括三種類型，首先判斷運行模式是否為在線自動切除模式，以進(jìn)行最便捷的切除處理。

步驟805，上層控制器在未停止風(fēng)力發(fā)電機組運行的狀態(tài)下，自動生成切除指令。

由于與在線自動切除模式對應(yīng)的故障均為在不進(jìn)行停機的情況下就能對對應(yīng)的部件所在電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行切除的故障，所以，若運行模式為在線自動切除模式，則在未停止風(fēng)力發(fā)電機組運行的狀態(tài)下，自動生成切除指令，并執(zhí)行步驟814。

例如，第一類故障包括變流器散熱液溫度過高、變流器Du/Dt模塊溫度過溫等，這些故障可以定位到發(fā)生故障的功能單元，進(jìn)而定位到是哪一套電能傳輸系統(tǒng)發(fā)生故障。因此，在不停機的情況下，切除故障電能傳輸系統(tǒng)即可。

步驟806，上層控制器判斷運行模式是否為離線自動切除模式，若是，則執(zhí)行步驟807，否則，執(zhí)行步驟809。

步驟807，上層控制器控制風(fēng)力發(fā)電機組停止運行。

步驟808，若風(fēng)力發(fā)電機組重新啟動，則自動生成切除指令。

結(jié)合步驟806-步驟808對本實施例進(jìn)行說明。具體地，本實施例中，離線自動切除模式為進(jìn)行停機并重啟后可自動控制進(jìn)行故障電能傳輸系統(tǒng)切除的模式，相較于在線自動切除模式，該模式需在在停機并確定可以重啟后才能自動控制進(jìn)行故障發(fā)電電路的切除。

例如，第二類故障包括單發(fā)電回路和變流器的心跳信號異常、水冷UPS電池反饋丟失等，這些故障并不能定位故障點。則在機組重新啟動時識別故障電能傳輸系統(tǒng)，再將其切除。

在執(zhí)行步驟808后執(zhí)行步驟814。

步驟809，上層控制器確定運行模式為被動切除模式。

步驟810，上層控制器判斷上層控制器是否接收到完全解決機組問題的指令，若是，則結(jié)束，否則，執(zhí)行步驟811。

步驟811，上層控制器判斷是否接收到切除使能信號，若是，則執(zhí)行步驟812，否則執(zhí)行步驟813。

步驟812，上層控制器根據(jù)切除使能信號，生成切除指令。

步驟813，上層控制器控制風(fēng)力發(fā)電機組停止運行，并進(jìn)行維修操作。

結(jié)合步驟809-步驟813對本實施例進(jìn)行說明。具體地，本實施例中，若運行模式不屬于在線自動切除模式和離線自動切除模式，則確定運行模式為被動切除模式。其中，被動切除模式需要技術(shù)人員干預(yù)才能夠進(jìn)行的切除模式。

例如，第三類故障包括單發(fā)電回路繞組的三相電電流不平衡故障等。在技術(shù)人員通過中控裝置獲知風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)生了第三類故障，則到達(dá)現(xiàn)場后，對故障進(jìn)行再次確定，解決故障，在故障完全解決掉后，通過中控裝置向上層控制器發(fā)送完全解決機組問題的指令，則風(fēng)力發(fā)電機組不需要故障電能傳輸系統(tǒng)的切除即可繼續(xù)發(fā)電。若故障發(fā)生在一套電能傳輸系統(tǒng)中，而且短時間內(nèi)不能進(jìn)行解決，則通過中控裝置向上層控制器發(fā)送切除使能信號，以使上層控制器根據(jù)切除使能信號，生成切除指令。并執(zhí)行步驟815。

步驟814，上層控制器控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照據(jù)切除指令停止工作，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除。

本實施例中，由于運行模式為切除模式的任意一種，所以在生成切除指令后，控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止工作，故障電能傳輸系統(tǒng)從風(fēng)力發(fā)電機組中切除。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，通過底層控制器監(jiān)測對應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中的功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)，在根據(jù)運行狀態(tài)參數(shù)確定對應(yīng)功能單元滿足異常條件的情況下，將對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給上層控制器，上層控制器根據(jù)對應(yīng)功能單元的運行狀態(tài)參數(shù)判斷對應(yīng)功能單元是否發(fā)生故障，若發(fā)生故障，則確定故障類型，上層控制器根據(jù)預(yù)存的故障類型與運行模式的對應(yīng)關(guān)系，確定故障電能傳輸系統(tǒng)的運行模式，其中，運行模式可以為在線自動切除模式或離線自動切除模式或被動切除模式。上層控制器根據(jù)運行模式生成運行指令，運行指令為切除指令，控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止工作，故障電能傳輸系統(tǒng)從風(fēng)力發(fā)電機組中切除。面對多種故障類型，分別采用對應(yīng)的切除模式生成切除指令，不僅對風(fēng)力發(fā)電機組的充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。并且面對多種故障類型，若不能對故障進(jìn)行恢復(fù)，直接對故障電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行切除處理。

圖9為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例三的流程圖，如圖9所示，本實施例在本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例二的基礎(chǔ)上，在上層控制器控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照據(jù)切除指令停止工作，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除之后，還包括以下步驟。

步驟901，上層控制器計算非故障電能傳輸系統(tǒng)中的調(diào)配控制參數(shù)。

具體地，調(diào)配的控制參數(shù)包括：非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機的扭矩設(shè)定值、無功給定值、發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)。

其中，非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)為非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機繞組的參數(shù)。

本實施例中，非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機繞組的參數(shù)的計算方法可參照本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組實施例四中的描述。

步驟902，上層控制器依照調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

具體地，本實施例中，上層控制器依照調(diào)配控制參數(shù)中的發(fā)電機的扭矩設(shè)定值、無功給定值、發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中的發(fā)電機的運行狀態(tài)，使發(fā)電機能夠增大發(fā)電量，使其滿足要求。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，在上層控制器控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照據(jù)切除指令停止工作，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除之后，上層控制器計算非故障電能傳輸系統(tǒng)中的調(diào)配控制參數(shù)，其中調(diào)配控制參數(shù)包括：非故障電能傳輸系統(tǒng)中發(fā)電機的扭矩設(shè)定值、無功給定值、發(fā)電機的電感值、電阻值和磁鏈的數(shù)據(jù)。上層控制器依照調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)。不僅對風(fēng)力發(fā)電機組的充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。并且在對故障電能傳輸系統(tǒng)切除后，非故障的電能傳輸系統(tǒng)也能滿足發(fā)電需求。

圖10本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例四的流程圖，如圖10所示，本實施例在本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法實施例三的基礎(chǔ)上，調(diào)配控制參數(shù)包括：諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)，則上層控制器控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照據(jù)切除指令停止工作，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除之后還包括以下步驟。

步驟1001，上層控制器根據(jù)非故障電能傳輸系統(tǒng)運行時發(fā)電機繞組產(chǎn)生的電流環(huán)流計算諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)。

其中，諧波電流為抑制電流環(huán)流的電流。諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)包括：振幅、相位和頻率。

具體地，本實施例中，通過對非故障電能傳輸系統(tǒng)的監(jiān)測，采集電流環(huán)流，確定電流環(huán)流的振幅、相位和頻率。則計算諧波電流的振幅等于電流環(huán)流的振幅，諧波電流的相位與電流環(huán)流的相位相反，諧波電流的頻率等于電流環(huán)流的頻率。

步驟1002，上層控制器依照諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊注入諧波電流，以消除電流環(huán)流。

進(jìn)一步地，本實施例中，依照諧波電流的振幅、相位和頻率，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊生成諧波電流，并注入該諧波電流，由于諧波電流的振幅和頻率與電流環(huán)流的振幅和頻率相等，并且相位相反，使注入的諧波電流能夠消除電流環(huán)流。電流環(huán)流的消除使磁極上產(chǎn)生的徑向力和切向力降低到?jīng)]有切除故障電能傳輸系統(tǒng)前的量，進(jìn)而抑制了發(fā)電機的振動，也抑制了噪聲音調(diào)。

本實施例提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，在上層控制器中的故障電能傳輸系統(tǒng)控制切除單元控制故障電能傳輸系統(tǒng)依照切除指令停止運行，從風(fēng)力發(fā)電機組中切除后，上層控制器根據(jù)非故障電能傳輸系統(tǒng)運行時發(fā)電機繞組產(chǎn)生的電流環(huán)流計算諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)；上層控制器依照諧波電流的調(diào)配控制參數(shù)，控制非故障電能傳輸系統(tǒng)中變流器的逆變模塊注入諧波電流，以消除電流環(huán)流，不僅對風(fēng)力發(fā)電機組的充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。并且電流環(huán)流的消除使磁極上產(chǎn)生的徑向力和切向力降低到?jīng)]有切除故障電能傳輸系統(tǒng)前的量，進(jìn)而抑制了發(fā)電機的振動，也抑制了由于發(fā)動機的振動引起的噪聲音調(diào)。

為了說明本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法的技術(shù)效果，以某3MV風(fēng)力發(fā)電機組為例進(jìn)行說明。圖11為兩套電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電和切除一套電能傳輸系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電的模式示意圖，圖11中的橫坐標(biāo)為風(fēng)速，左側(cè)的縱坐標(biāo)為某地形條件下的各風(fēng)速段的百分比，右側(cè)的縱坐標(biāo)為發(fā)電量。

如圖11所示，帶標(biāo)記的曲線為威爾分布概率曲線，帶“x”標(biāo)記的曲線為兩套發(fā)電電路的風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量曲線，帶“·”標(biāo)記的曲線為切除一套發(fā)電電路后的風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電曲線。對于3MW風(fēng)機而言，如果風(fēng)機半功率1.5MW運行，采用本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，且一套發(fā)電電路切除之后，風(fēng)機仍有1.5MW的輸出能力。整個發(fā)電輸出模式如下，由于風(fēng)速小于7.5m/s之前機組發(fā)電功率小于1.5MW，在3-7.5m/s，一套發(fā)電電路切除后不影響整機輸出；7.5-10.4m/s一套發(fā)電電路切除后，風(fēng)力發(fā)電機組出力能夠恒定在1.5MW的輸出，但原有兩套發(fā)電電路的出力不足3MW，輸出功率損失不超過50％；10.4-22m/s，一套發(fā)電電路切除后，風(fēng)力發(fā)電機組出力能夠恒定在1.5MW的輸出，原有兩套發(fā)電電路的出力為3MW，輸出功率損失為原來的50％。假設(shè)風(fēng)力發(fā)電機組的整機利用率為95％，則采用本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法，機組的可利用率提高至98.3％，提升了3.36個百分點，發(fā)電量增加了168282度。

綜上舉例，進(jìn)一步證明本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機組的控制方法不僅對風(fēng)力發(fā)電機組的充分利用，提高了風(fēng)力發(fā)電機組的發(fā)電量。

在一個優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明的實施例還提供一種上層控制器，所述上層控制器包括一個或多個程序模塊，被配置為由一個或者多個處理器執(zhí)行。一個或多個程序模塊包括：故障類型確定單元221、運行模式確定單元222和運行命令生成單元223。故障類型確定單元221、運行模式確定單元222和運行命令生成單元223的功能參見上文所述，此處不再贅述。

在一個優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明還提供一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括計算機可讀的存儲介質(zhì)和內(nèi)嵌于其中的計算機程序，所述計算機程序包括用于執(zhí)行步驟S802至步驟S814的指令。

優(yōu)選的，所述計算機程序還包括用于執(zhí)行步驟S901和步驟S902的指令。

優(yōu)選的，所述計算機程序還包括用于執(zhí)行步驟S1001和步驟S1002的指令。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

本發(fā)明實施例中上層控制器的各個功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨的物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)，并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀存儲介質(zhì)中。上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器、磁盤或光盤等。