CN110700995A - 风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控*** - Google Patents

Abstract

本申请提出一种风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控***。通过获取传感数据和历史风机参数，依据传感数据和关联的单元的历史参数生成第一当前参数，并将将第一当前参数传输给第一单元，以使第一单元依据第一当前参数运行。其中，在生成第一当前参数的过程中，可以不参考本周期内生成的其他参数，避免了数据交互耦合的问题，从而可以简化风力发电机组控制的程序架构，减少设计障碍。

Description

风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控***

技术领域

本申请涉及风机领域，具体而言，涉及一种风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控***。

背景技术

风机主控***在整个风机控制中起着中心控制的作用，将变流、变桨、齿轮箱和发电机等关键部有条不紊的协作起来，实现机组的自动发电控制。

现有技术中，各个控制部件彼此直接数据交互耦合，导致架构冗余复杂，且架构不易更新或改变。

发明内容

本申请的目的在于提供一种风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控***，以解决上述问题。

本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种风力发电机组控制方法，所述方法包括：

获取传感数据和历史风机参数，其中，所述历史风机参数为上一周期生成的风机参数，所述历史风机参数包含与第一单元关联的单元的历史参数，所述传感数据为与所述第一单元关联的传感模块传输的数据，所述第一单元为风机中的任一单元。依据所述传感数据和所述关联的单元的历史参数生成第一当前参数。将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行。

第二方面，本申请实施例提供一种风力发电机组控制装置，所述装置包括：

信息获取模块，用于获取传感数据和历史风机参数，其中，所述历史风机参数为上一周期生成的风机参数，所述历史风机参数包含与第一单元关联的单元的历史参数，所述传感数据为与所述第一单元关联的传感模块传输的数据，所述第一单元为风机中的任一单元。

处理模块，用于依据所述传感数据和所述关联的单元的历史参数生成第一当前参数。

信息发送模块，用于将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种主控***，所述风机包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如上述的方法。

相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种风力发电机组控制方法、装置、存储介质及主控***的有益效果为：通过获取传感数据和历史风机参数，依据传感数据和关联的单元的历史参数生成第一当前参数，并将将第一当前参数传输给第一单元，以使第一单元依据第一当前参数运行。其中，在生成第一当前参数的过程中，可以不参考本周期内生成的其他参数，避免了数据交互耦合的问题，从而可以简化风力发电机组控制的程序架构，减少设计障碍。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组控制架构；

图2为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种风力发电机组控制架构；

图4为本申请实施例提供的风力发电机组控制方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种风力发电机组控制方法的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的S101的子步骤示意图；

图7为本申请实施例提供的数据获取周期示意图；

图8为本申请实施例提供的风力发电机组控制装置的单元示意图。

图中：10-处理器；11-存储器；12-总线；201-信息获取模块；202-处理模块；203-信息发送模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

随着风力发电机组(简称：风电组)的发展，为了更加方便的实现风力发电机组控制，现有技术提出了一种风力发电机组控制架构，如图1所示。风机上的传感模块和执行机构通过IO模块/can总线与风力发电机组控制器连接。在风力发电机组控制器中安装有环境进程、发电机进程、风机控制进程、变桨进程、变流器进程等等。以上进程均可以通过IO模块/can总线获取传感模块和执行机构传输的数据。风机控制进程与其他进程均有数据交互。其他进程彼此间也存在数据交互。

经发明人大量实践总结后，发现如图1所示的架构中，因为进程之间彼此数据交互耦合，程序架构冗余复杂；设计过程中需要考虑各个模块之间的时序关系；后期需求更改会导致各个子模块的迭代效率低；增加或删减子模块需要重新打破原有架构，需要重新设计。

以一种可能的数据交互耦合的场景为例，当接收到新的传感模块数据时，各个部件都要生成对应的控制参数，参见图1，发电机进程生成对应的控制参数不仅仅依赖传感模块数据，还和变桨、变流器等有关系，在生成当前对应的发电机参数时，需要等待变桨进程和变流器进程生成当前对应的参数，而变桨进程和变流器进程生成当前对应的参数又需要依赖别的进程生成的参数，如此便有数据交互耦合的问题。

本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以是风力发电机组的控制***。请参照图2，图2是电子设备的结构示意图。电子设备包括处理器10、存储器11、总线12。处理器10、存储器11通过总线12连接，处理器10用于执行存储器11中存储的可执行模块，例如计算机程序。

处理器10可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，风力发电机组控制方法的各步骤可以通过处理器10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器10可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

存储器11可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

总线12可以是ISA(Industry Standard Architecture)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture)总线等。图2中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线12或一种类型的总线12。

存储器11用于存储程序，例如风力发电机组控制装置对应的程序。风力发电机组控制装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器11中或固化在电子设备的操作***(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器10在接收到执行指令后，执行所述程序以实现风力发电机组控制方法。

本申请实施例还提供了一种可能的架构，请参见图3，处理器10安装有安全链进程、风机控制进程、变桨进程、主轴进程、齿轮箱进程、变流器进程、发电机进程、高速轴制动进程等等。处理器10可以通过IO模块/can总线获取传感模块和执行机构传输的数据。第一缓存空间用于存储传感模块和执行机构传输的数据和上一个周期生成的历史参数。第二缓存空间用于存储新生成的风机参数，并将新生成的风机参数更新到第一缓存空间中。

其中，第一缓存空间和第二缓存空间可以设置于存储器11中。传感模块可以包括转速传感器、风速传感器、风向传感器、温度传感器中的任一种或组合。当然地，传感模块还可以包括其他种类的传感器，在此不做限定。执行机构可以是发电机、变桨器或变流器，在此不做限定。

应当理解的是，图2所示的结构仅为电子设备的部分的结构示意图，电子设备还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

本发明实施例提供的一种风力发电机组控制方法，可以但不限于应用于图2所示的电子设备，具体的流程，请参见图4：

S101，获取传感数据和历史风机参数。

其中，历史风机参数为处理器10在上一周期生成的风机参数，历史风机参数包含与第一单元关联的单元的历史参数，传感数据为与第一单元关联的传感模块传输的数据，第一单元为风机中的执行机构中的任一单元。

具体地，获取在上一周期生成的与第一单元关联的单元的风机参数和与第一单元关联的传感模块传输的数据。

S102，依据传感数据和关联的单元的历史参数生成第一当前参数。

具体地，依据在上一周期生成关联的单元的历史参数和当前接收到的传感数据生产第一当前参数。因为风机运转的连续性和延时性，以上一个周期生成的历史参数作为参考生成第一参数是可行的。在生成第一当前参数的过程中，可以不参考本周期内生成的其他参数。

S103，将第一当前参数传输给第一单元，以使第一单元依据第一当前参数运行。

综上所述，本申请实施例提供的风力发电机组控制方法中，通过获取传感数据和历史风机参数，依据传感数据和关联的单元的历史参数生成第一当前参数，并将将第一当前参数传输给第一单元，以使第一单元依据第一当前参数运行。其中，在生成第一当前参数的过程中，可以不参考本周期内生成的其他参数，避免了数据交互耦合的问题，从而可以简化程序架构，减少设计障碍。

在图4的基础上，对于S101中的第一单元和与第一单元关联的单元的历史参数，本申请实施例提出了几种可能：

第一种，第一单元可以为发电机单元，与发电机单元关联的历史风机参数包括风机控制参数、变桨参数以及变流器参数。

第二种，第一单元可以为变桨器单元，与变桨器单元关联的历史风机参数包括风机控制参数。

第三种，第一单元可以为变流器单元，与变流器单元关联的历史风机参数包括风机控制参数和发电机参数。

第四种，第一单元可以为风机控制单元，与风机控制单元关联的历史风机参数包括发电机参数、环境参数、变桨参数以及变流器参数。

第五种，第一单元可以为环境单元，与环境单元关联的历史风机参数包括风机控制参数、发电机参数以及变流器参数。

在此并未具体限定第一单元，第一单元还可以是风机上的任意其他的执行机构。

在图4的基础上，对于其中的历史风机参数的设定，本申请实施例还给出了一种可能的实现方式，请参见图5，风力发电机组控制方法还包括：

S104，将第一当前参数作为新的历史风机参数。

具体地，请参见图3，当各个进程分别生成对应的第一当前参数后，均将生成的第一当前参数存储第二缓存空间中。当所有的进程均将对应的参数存储到第二缓存空间中后，将第二缓存空间中的数据更新到第一缓存空间中，从而将第一当前参数作为新的历史风机参数。

在图5基础上，对于S101中的内容，本申请实施例还提供了一种可能的实现方式，请参见图6，S101包括：

S101-1，周期性获取传感数据和历史风机参数。

请参见图7，每隔周期T获取一次传感数据和历史风机参数。

例如，在ta时刻第n次获取传感数据和历史风机参数；在tb时刻输出生成的第一当前参数；在tc时刻获取第n+1次获取传感数据和历史风机参数。其中，ta时刻和tc时刻相隔时间等于周期T。

在一种可能的实现方式中，周期T的取值可以为0.05秒。每隔0.05秒获取传感数据和历史风机参数。即生成当前参数时，参考了0.05秒之前的历史数据，不用参考本周期内其他进程生成的数据。因为数据传输的延时性和各个执行机构运行的连续性，当周期值为0.05秒时，生成的第一当前参数最有利于当前风机运行。

请参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种风力发电机组控制装置，可选的，该风力发电机组控制装置被应用于上文所述的电子设备。

风力发电机组控制装置包括：信息获取模块201、处理模块202和信息发送模块203。

信息获取模块201，用于获取传感数据和历史风机参数，其中，所述历史风机参数为上一周期生成的风机参数，所述历史风机参数包含与第一单元关联的单元的历史参数，所述传感数据为与所述第一单元关联的传感模块传输的数据，所述第一单元为风机中的任一单元。具体地，信息获取模块201可以执行上述S101。

处理模块202，用于依据所述传感数据和所述关联的单元的历史参数生成第一当前参数。具体地，处理模块202可以执行上述的S102。

信息发送模块203，用于将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行。具体地，信息发送模块203可以执行上述的S103。

需要说明的是，本实施例所提供的风力发电机组控制装置，其可以执行上述方法流程实施例所示的方法流程，以实现对应的技术效果。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

在一种可能的实现方式中，所述处理模块202还用于在所述将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行之后，将所述第一当前参数作为新的历史风机参数。具体地，处理模块202还可以执行上述的S104。

所述信息获取模块201具体用于周期性获取所述传感数据和所述历史风机参数。具体地，信息获取模块201可以执行S101-1。

本发明实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令、程序，该计算机指令、程序在被读取并运行时执行上述实施例的风力发电机组控制方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。

下面提供一种主控***，该主控***包括如图2所示的电子设备，可以实现上述的风力发电机组控制方法；具体的，该电子设备包括：处理器10，存储器11、总线12。处理器10可以是CPU。存储器11用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被处理器10执行时，执行上述实施例的风力发电机组控制方法。

除了图中该电子设备可能具有的器件外，该电子设备还可以包含：电池、各类传感器、触摸屏、射频电路等等。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种风力发电机组控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取传感数据和历史风机参数，其中，所述历史风机参数为上一周期生成的风机参数，所述历史风机参数包含与第一单元关联的单元的历史参数，所述传感数据为与所述第一单元关联的传感模块传输的数据，所述第一单元为风机中的任一单元；

依据所述传感数据和所述关联的单元的历史参数生成第一当前参数；

将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行。

2.如权利要求1所述的风力发电机组控制方法，其特征在于，所述第一单元为发电机单元，与所述发电机单元关联的历史风机参数包括风机控制参数、变桨参数以及变流器参数。

3.如权利要求1所述的风力发电机组控制方法，其特征在于，在所述将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行之后，所述方法还包括：

将所述第一当前参数作为新的历史风机参数。

4.如权利要求3所述的风力发电机组控制方法，其特征在于，所述获取传感数据和历史风机参数的步骤，包括：

周期性获取所述传感数据和所述历史风机参数。

5.如权利要求4所述的风力发电机组控制方法，其特征在于，所述周期的取值为0.05秒。

6.一种风力发电机组控制装置，其特征在于，所述装置包括：

信息获取模块，用于获取传感数据和历史风机参数，其中，所述历史风机参数为上一周期生成的风机参数，所述历史风机参数包含与第一单元关联的单元的历史参数，所述传感数据为与所述第一单元关联的传感模块传输的数据，所述第一单元为风机中的任一单元；

处理模块，用于依据所述传感数据和所述关联的单元的历史参数生成第一当前参数；

信息发送模块，用于将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行。

7.如权利要求6所述的风力发电机组控制装置，其特征在于，所述处理模块还用与在所述将所述第一当前参数传输给所述第一单元，以使所述第一单元依据所述第一当前参数运行之后，将所述第一当前参数作为新的历史风机参数。

8.如权利要求7所述的风力发电机组控制装置，其特征在于，所述信息获取模块具体用于周期性获取所述传感数据和所述历史风机参数。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种主控***，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

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