本發明公開了一種基于獨立變槳的風電機組輪轂極限載荷降載控制方法，該方法基于葉根載荷傳感器測量的葉根面外彎矩，葉根面外彎矩經過Clark變換得到靜止輪轂坐標系下的輪轂合彎矩，輪轂合彎矩包含輪轂俯仰彎矩和輪轂偏航彎矩，當輪轂合彎矩大于閾值時，獨立變槳控制策略激活，降低風電機組的輪轂極限合彎矩，即輪轂合彎矩的最大值，以保障機組的安全運行，同時降低風電機組的變槳系統工作負擔。

技術領域

本發明涉及風電機組輪轂極限載荷降載控制的技術領域，尤其是指一種基于獨立變槳的風電機組輪轂極限載荷降載控制方法。

背景技術

隨著國內陸上風電的快速發展，優質風資源逐漸減少，陸上風電開始發掘低風速、山地地區的風資源。為降低度電成本，低風速地區需配備更大的機組容量、更大直徑的風輪(包含輪轂和葉片)，隨著機組容量增加、葉片加長，機組承受的極限載荷也隨之增加，極限載荷包括輪轂載荷、偏航載荷、塔架載荷。此外，山地地區的風資源較為惡劣，主要表現為大湍流、大風切變，再加上機組塔筒產生的塔影效應，山地地區的風電機組將面臨更加極端的風輪不平衡載荷，包括輪轂極限俯仰彎矩(即輪轂俯仰彎矩的最大值)、輪轂極限偏航彎矩(即輪轂偏航彎矩的最大值)。目前已有成熟的獨立變槳控制技術用于降低風輪不平衡載荷引起的部件疲勞損傷，但持續的獨立變槳控制會加大變槳軸承的疲勞損傷，對變槳軸承的疲勞強度、變槳變頻器的溫升控制等提出更嚴苛的要求。此外，有文獻在風輪不平衡載荷大于閾值時啟動停機策略，停機過程中啟用獨立變槳降低風輪極限不平衡載荷，但停機會造成發電量損失。因此，如何在極端風況下降低風輪極限不平衡載荷同時不增加變槳系統的負擔成為本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種基于獨立變槳的風電機組輪轂極限載荷降載控制方法，不僅能有效降低風電機組的輪轂極限載荷(包括輪轂極限俯仰彎矩、輪轂極限偏航彎矩)，同時最大限度地減少變槳系統的成本，避免極限風況停機造成的發電量損失。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種基于獨立變槳的風電機組輪轂極限載荷降載控制方法，該方法基于葉根載荷傳感器測量的葉根面外彎矩，葉根面外彎矩經過Clark變換得到靜止輪轂坐標系下的輪轂合彎矩，輪轂合彎矩包含輪轂俯仰彎矩和輪轂偏航彎矩，當輪轂合彎矩大于閾值時，獨立變槳控制策略激活，降低風電機組的輪轂極限合彎矩，即輪轂合彎矩的最大值，以保障機組的安全運行，同時降低風電機組的變槳系統工作負擔。

所述基于獨立變槳的風電機組輪轂極限載荷降載控制方法，包括以下步驟：

1)測量數據

在葉根坐標系中，設β₁為葉片1槳距角，β₂為葉片2槳距角，β₃為葉片3槳距角，所述槳距角為葉片零度標志線與風輪旋轉平面的夾角；M_be,1為葉片1的葉根擺振彎矩，M_be,2為葉片2的葉根擺振彎矩，M_be,3為葉片3的葉根擺振彎矩，所述葉根擺振彎矩垂直于葉片零度標志線；M_bf,1為葉片1的葉根揮舞彎矩，M_bf，2為葉片2的葉根揮舞彎矩，M_bf,3為葉片3的葉根揮舞彎矩，所述葉根揮舞彎矩平行于葉片零度標志線；M_bo,1為葉片1的葉根面外彎矩，M_bo,2為葉片2的葉根面外彎矩，M_bo,3為葉片3的葉根面外彎矩，所述葉根面外彎矩平行于風輪旋轉平面，隨著風輪旋轉；在三只葉片的根部安裝載荷傳感器，用于測量三只葉片的葉根擺振彎矩M_be,1、M_be,2、M_be,3和葉根揮舞彎矩M_bf,1、M_bf，2、M_bf,3；