一种主动抗台风控制方法及系统与流程

    专利查询2026-05-06  2


    本发明涉及风电机组,更具体地说,涉及一种主动抗台风控制方法及系统。


    背景技术:

    1、随着社会的不断发张,近海有限的海域在规划上存在生态农业、养殖、旅行等多种高效的海洋利用方式。随着近海风电资源的逐步开发,以及近海风能资源利用日趋饱和,如何利用海风资源的开发深远海风电,已成为未来海洋新能源开发的重要方向。

    2、然而,宽阔的海面也同时也存在着大量的水汽,最易形成气旋,并演变为风暴和台风,导致沿海设置的深远海风电机组,以及在海上建立的深远海风电机组极易受台风灾害影响,因此,主动抗台风功能已成为伫立在沿海和海上的风电机组的必备功能之一。

    3、现有技术中,风电机组的主动抗台风方式一般通过风电场中央监控系统下发气象预报信息和抗台指令实现主动抗台风。但是,针对水深大于50米、场区中心离岸距离大于70千米的固定式、或漂浮式等深远海风电机组而言,其面临更加恶劣的海洋气象环境,存在着海流、波浪、潮汐、内波等多种水文现象以及腐蚀、冲刷等长期理化作用,对风机基础、海底电缆、海上平台等系统的造成了一定的损伤,导致风电机组与风电场中央监控系统间的通讯光缆更易损坏,从而导致深远海风电机组的主动抗台风系统容易出现异常,也就是说,现有的主动抗台风方式无法满足深远海风电机组的抗台风需求。

    4、因此,如何提供一种主动抗台风控制方法,以满足深远海风电机组的抗台风需求,提升深远海风电机组在台风情况下的生存率,是本技术当前亟需解决的问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本技术提供一种主动抗台风控制方法及系统,以满足深远海风电机组的抗台风需求,提升深远海风电机组在台风情况下的生存率为目的。

    2、本技术第一方面提供一种主动抗台风控制方法,应用于机组主控制器,所述机组主控制器和风电场陆上监控站通过光纤通讯海缆或者卫星宽带进行通讯,所述方法包括:

    3、接收到风电场陆上监控站在光纤通讯海缆发生异常时通过卫星宽带发送的台风预警信号时,进入抗台风模式;其中,所述台风预警信号为所述风电场陆上监控站根据即将到达深远海风电机组所处的风电场的台风的台风路径和所述风电场的地理位置生成;

    4、在所述抗台风模式下,当检测到所述台风的风速大于预设抗台风速时,控制所述深远海风电机组进入背风偏航抗台风状态;

    5、在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,控制所述深远海风电机组执行背风偏航动作。

    6、可选的,所述机组主控制器通过配电开关与电网相连,所述机组主控制器通过后备电源开关与后备电源相连,所述方法还包括:

    7、实时检测所述后备电源是否受控于所述机组主控制器;

    8、若所述后备电源受控于所述机组主控制器,检测所述电网是否存在供电异常;

    9、若检测到所述电网不存在供电异常,控制所述配电开关合闸,以通过所述电网为所述机组主控制器供电;

    10、若检测到所述电网存在供电异常,控制所述后备电源开关合闸,以通过所述后备电源为所述机组主控制器供电。

    11、可选的,所述方法还包括:

    12、若所述后备电源不受控于所述机组主控制器,且所述电网存在供电异常时,控制所述配电开关分闸,并将所述后备电源的控制权交由场级监控系统,使所述场级监控系统控制所述后备电源开关分闸或合闸;

    13、若所述后备电源不受控于所述机组主控制器,且所述电网不存在供电异常时,不再主动控制所述配电开关分闸或合闸,使所述配电开关保持当前状态。

    14、可选的,判断所述后备电源是否受控制受控于所述机组主控制器,包括:

    15、实时检测所述机组主控制器与所述后备电源之间的通讯线路是否存在异常,以及所述后备电源是否存在异常;

    16、若所述机组主控制器与所述后备电源之间的通讯链路存在异常,和/或,所述后备电源存在异常,确定所述后备电源不受控于所述机组主控制器;

    17、若所述机组主控制器与所述后备电源之间的通讯链路不存在异常,且所述后备电源不存在异常,确定所述后备电源受控于所述机组主控制器。

    18、可选的,所述在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,控制所述深远海风电机组执行背风偏航动作,包括:

    19、在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,判断所述深远海风电机组是否为首次执行背风偏航动作;其中,背风偏航为使所述深远海风电机组的机头方向偏航至背风方向,所述背风方向为所述台风的来风方向的相反方向;

    20、若所述深远海风电机组为首次执行背风偏航动作,控制所述深远海风电机组的机头方向朝解缆方向偏航,直至所述深远海风电机组的机头扭缆角度位于预设扭缆角度范围内,且所述深远海风电机组的机头方向为背风方向为止,其中,所述首次执行背风偏航动作为本次深远海风电机组进入背风偏航抗台风状态后第一次执行背风偏航动作;

    21、若所述深远海风电机组不为首次执行背风偏航动作,确定所述深远海风电机组的机头方向与背风方向之间的角度,并计算所述角度与目标角度之间的角度差值;

    22、根据所述角度差值控制所述深远海风电机组进行相应的背风偏航动作。

    23、可选的,所述根据所述角度差值控制所述深远海风电机组进行相应的背风偏航动作,包括:

    24、判断所述角度差值是否位于第一误差范围;

    25、若所述角度差值不位于第一误差范围,控制所述深远海风电机组进行背风偏航动作,直至所述深远海风电机组的机头方向与背风方向的角度与目标角度的差值位于第二误差范围内为止。

    26、可选的,所述方法还包括:

    27、在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,实时检测所述深远海风电机组的风轮转速;

    28、当检测到所述深远海风电机组的风轮转速持续增高,且所述深远海风电机组的风轮转速大于机组并网转速时,控制所述深远海风电机组从所述背风偏航抗台风状态切换为左侧风偏航状态;

    29、在所述深远海风电机组处于左侧风偏航状态下,控制所述深远海风电机组执行左侧风90度偏航动作。

    30、可选的,所述方法还包括:

    31、在控制所述深远海风电机组执行背风偏航动作期间,实时检测所述台风的风速;

    32、当检测到所述台风的风速不大于所述深远海风电机组的可运行风速的持续时间大于预设时间时,控制所述深远海风电机组从所述背风偏航抗台风状态切换为对风偏航状态;

    33、在所述深远海风电机处于对风偏航状态下,控制所述深远海风电机组启机运行。

    34、可选的,所述方法还包括:

    35、在所述深远海风电机组启机运行期间,当检测到所述台风离境时,通过台风天气预测系统清除所述台风预警信号,并控制所述深远海风电机组恢复初始运行状态。

    36、本技术第二方面提供一种主动抗台风控制系统,应用于机组主控制器,所述机组主控制器和风电场陆上监控站通过光纤通讯海缆或者卫星宽带进行通讯,所述系统包括:

    37、抗台风模式进入单元,用于接收到风电场陆上监控站在光纤通讯海缆发生异常时通过卫星宽带发送的台风预警信号时,进入抗台风模式;其中,所述台风预警信号为所述风电场陆上监控站根据即将到达深远海风电机组所处的风电场的台风的台风路径和所述风电场的地理位置生成;

    38、第一控制单元,用于在所述抗台风模式下,当检测到所述台风的风速大于预设抗台风速时,控制所述深远海风电机组进入背风偏航抗台风状态;

    39、第二控制单元,用于在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,控制所述深远海风电机组执行背风偏航动作。

    40、本技术提供一种主动抗台风控制方法及系统,通过所述风电场陆上监控站根据即将到达深远海风电机组所处的风电场的台风的台风路径和所述风电场的地理位置生成相应的台风预警信号,并在光纤通讯海缆发生异常时通过卫星宽带向机组主控制器发送的台风预警信号,这样即使光纤通讯海缆由于海洋气象环境等因素损坏导致出现通讯异常时,也可以通过卫星宽带及时将台风预警信号发送给机组主控制器,以便机组主控制器接收到台风预警信号时,进入抗台风模式,从而满足深远海风电机组的抗台风需求;在所述抗台风模式下,当检测到所述台风的风速大于预设抗台风速时,控制所述深远海风电机组进入背风偏航抗台风状态;在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,控制所述深远海风电机组执行背风偏航动作,降低深远海风电机组在台风期间的载荷,提高深远海风电机组的抗台风效果。


    技术特征:

    1.一种主动抗台风控制方法,其特征在于,应用于机组主控制器,所述机组主控制器和风电场陆上监控站通过光纤通讯海缆或者卫星宽带进行通讯,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述机组主控制器通过配电开关与电网相连,所述机组主控制器通过后备电源开关与后备电源相连,所述方法还包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,判断所述后备电源是否受控制受控于所述机组主控制器,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,控制所述深远海风电机组执行背风偏航动作,包括:

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述角度差值控制所述深远海风电机组进行相应的背风偏航动作,包括:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

    10.一种主动抗台风控制系统,其特征在于,应用于机组主控制器,所述机组主控制器和风电场陆上监控站通过光纤通讯海缆或者卫星宽带进行通讯,所述系统包括:


    技术总结
    本申请提供一种主动抗台风控制方法及系统,应用于机组主控制器,机组主控制器和风电场陆上监控站通过光纤通讯海缆或者卫星宽带进行通讯,接收到风电场陆上监控站在光纤通讯海缆发生异常时通过卫星宽带发送的台风预警信号时,进入抗台风模式;其中,台风预警信号为风电场陆上监控站根据即将到达深远海风电机组所处的风电场的台风的台风路径和风电场的地理位置生成;在抗台风模式下,当检测到台风的风速大于预设抗台风速时,控制深远海风电机组进入背风偏航抗台风状态;在深远海风电机组处于背风偏航抗台风状态下,控制深远海风电机组执行背风偏航动作。

    技术研发人员:李世豪,王琳,王瑞良,朱长江,陈珂焜,陈凯,徐伊丽,董耀龙,周棕凯,项博超
    受保护的技术使用者:运达能源科技集团股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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