变桨电机的转矩确定方法和转矩确定装置与流程

1.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电机的转矩确定方法和转矩确定装置。


背景技术：

2.随着风力发电机组规模的逐渐扩大和机组安全保护的日趋完善，风力发电机组的运行的发电性能，即提高风力发电机的发电量和可利用率，受到了越来越多的重视。另一方面，在追求发电效益的同时，又要严格保证风力发电机组的安全性。
3.当风力发电机组发生故障后，一方面必须严格遵守电力行业工作票制度，而有的风机可能距离较远，赶到风机机位的途中需要耽误一定的时间；但最主要的是，由于风力发电机组是一套比较复杂的系统，目前，mw级永磁风力发电机高度集成空气动力学、结构力学、电机学、材料科学、电力电子技术、电力系统分析、继电保护技术、自动控制技术和现代通讯等综合学科，成为一套复杂的能量转换系统，所以同一故障的发生，可能是不同的原因导致的，例如以变桨系统的“三轴角度不一致”故障为例，导致该故障的原因，可能是编码器本身故障，可能是编码器电源故障，可能是变桨系统卡桨，还可能是驱动器故障，甚至有可能是控制器采集模块故障。
4.对风力发电机组的运行特性进行分析时，需要大量的数据支撑，以保证分析、统计的准确性，从而为机型的设计提供参考依据。对风力发电机组的变桨系统而言，实现调桨的主要动力提供装置为变桨电机，风速的大小变化、调桨频繁度也体现在变桨电机上。因此，对变桨电机的转矩值进行计算和分析，对深入了解变桨系统的运行机理，对变桨电机选型、齿形带选型、刹车电磁阀选型、控制策略对比、优化等，都有重要的现实意义。
5.为了进行简单合理的变桨电机选型，在分析变桨电机及变桨轴承受力传递的基础上，推导出电机转矩在不同工作模式下的计算公式，并在bladed软件中建立仿真模型进行载荷计算，通过对载荷计算所得数据进行分析，得到变桨电机的最大驱动转矩,额定转矩和最大刹车转矩，为变桨电机的选型提供参考依据。然而，多数变桨系统没有转矩值的采集和计算装置，因此难于计算变桨电机的转矩值。
6.现有的计算变桨电机的转矩值的方法中，一般根据公式t＝9550p/n进行计算，其中t是电机转矩，p是电机功率，n是电机转速。然而，这种方法存在如下不足之处。
7.首先，这种公式一般用于发电机电磁转矩的计算。变桨电机的功率p的计算只能使用电机电压u和电机电流i计算，但变桨电机在不同的转速下，其功率因数是不确定的，再加上变桨电机转换还有一定的效率，而变桨电机的功率一般只有几千瓦，本身数量级较小，系数的影响会显得比较明显，所以这种方法计算得到的转矩值并不准确。
8.其次，变桨电机调桨时，电机电流是不断变化的、呈波动性，且随着叶片方位角的不同，也会导致电流值的不稳定，因此难以达到很高的精度。此外，在变桨电机转速较低时，即公式t＝9550p/n中的分母很小时，造成的误差会更大，轻微的数据波动就会导致计算出的数据异常，而低转速时又是载荷计算的主要统计目标，因此难以避免计算的转矩值存在
较大误差。
9.再次，部分变桨驱动器没有将变桨电机的电压和变桨电机的电流传输给变桨控制器，或者将它们记录在数据文件中。此时，没有变桨电机的电压、变桨电机的电流其中的一项，将会导致无法计算转矩值。


技术实现要素：

10.本公开的实施例提供变桨电机的转矩确定方法和转矩确定装置，在计算变桨电机的转矩时不需要变桨电机的电压电流，也不涉及变桨电机的功率因数、变桨电机的机械效率等因素，因此可以提高转矩计算精度，并且实现变桨电机转矩计算的通用性。
11.在一个总的方面，提供一种变桨电机的转矩确定方法，所述转矩确定方法包括：获取当前计算周期的终止时刻的变桨电机的转速；确定获取的变桨电机的转速是否满足转矩计算要求；响应于获取的变桨电机的转速满足转矩计算要求，基于预先计算的实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩、当前计算周期以及获取的变桨电机的转速，来确定变桨电机的实际转矩。
12.在另一总的方面，提供一种变桨电机的转矩确定装置，所述转矩确定装置包括：转速获取模块，被配置为获取当前计算周期的终止时刻的变桨电机的转速；计算要求确定模块，被配置为确定获取的变桨电机的转速是否满足转矩计算要求；转矩确定模块，被配置为响应于获取的变桨电机的转速满足转矩计算要求，基于预先计算的实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩、当前计算周期以及获取的变桨电机的转速，来确定变桨电机的实际转矩。
13.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电机的转矩确定方法。
14.在另一总的方面，提供一种控制器，所述控制器包括：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电机的转矩确定方法。
15.根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法不需要使用变桨电机的电压、变桨电机的电流，也不涉及功率因数、电机机械效率等因素，因此可以提高转矩计算精度，并且实现变桨电机转矩计算的通用性。同时，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法可以有效地计算变桨电机的堵转转矩，从而为变桨电机的选型提供充足的依据。
16.将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。
附图说明
17.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：
18.图1是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨系统的示例的示图；
19.图2是示出根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法的流程图；
20.图3a是示出确定获取的变桨电机的转速是否满足转矩计算要求的方法的示例的流程图；
21.图3b是示出确定获取的变桨电机的转速是否满足转矩计算要求的方法的另一示
例的流程图；
22.图4是示出根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定装置的框图；
23.图5是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器的框图。
具体实施方式
24.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，在理解本技术的公开之后，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，可如在理解本技术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。
25.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技术的公开之后将是清楚的。
26.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。
27.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。
28.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。
29.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。
30.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。
31.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。
32.图1是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的变桨系统的示例的示图。
33.参照图1，变桨系统可包括变桨电机101、超级电容102、变桨控制器103、变桨驱动器104、使能开关(限位开关)105和刹车继电器106。
34.在变桨驱动器104正常运行时，使能开关(限位开关)105为闭合状态，变桨驱动器104得电。当变桨控制器103接收到风力发电机组的主控制器的变桨速度指示之后，或者变
桨控制器103检测到变桨系统发生故障而自主顺桨时，变桨控制器103会向变桨驱动器104发送速度命令和使能信号。变桨驱动器104接收到速度命令和使能信号之后，会控制刹车继电器106松闸，并通过动力输出108提供输出电压，驱动变桨电机101转动，实现调桨功能。
35.设置在变桨电机101处的编码器(未示出)可对风力发电机组的叶片的桨距角变化量进行编码，并将其数值提供给变桨驱动器104(例如，通过编码器接口107)和/或变桨控制器103。变桨驱动器104和/或变桨控制器103可基于读取的编码器数值，来计算变桨电机101的转速。变桨驱动器104将计算的转速与变桨控制器103发送给变桨驱动器104的速度命令的数值进行对比。如果计算的转速小于速度命令的数值，则变桨驱动器104可增大动力输出108的电压，以增大变桨电机101的转速。如果计算的转速大于速度命令的数值，则变桨驱动器104会减小动力输出108的电压，以调小变桨电机101的转速。这样，最终可以使变桨电机101的转速与给定的速度命令的数值一致。
36.变桨驱动器104可对外部电气元件的状态进行检测，如果触发故障，则停止动力输出108。这里，所涉及的故障主要有：如果刹车继电器106无法打开(松闸)，则变桨电机101发生堵转，此时变桨驱动器104会触发244号故障。当变桨电机101堵转时，因为变桨电机101要向给定的目标速度值跟进，所以变桨电机101输出的转矩将会非常大。因此，精确地确定变桨电机的转矩极其重要。
37.变桨控制器103可控制变桨系统的整体操作，并且可与风力发电机组的主控制器进行通信，接收主控制器发送的控制指令和/或向主控制器发送变桨系统的状态信息。变桨控制器103可执行下面描述的根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法。
38.以下对根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法的原理进行解释。
39.根据力学定律，存在公式(1)：f＝ma，其中，f表示变桨电机的输出力，m是变桨电机旋转时的等效质量，其为恒定值，a是变桨电机的加速度。进一步讲，设f为变桨电机转矩，其等于变桨电机的输出力与扭转半径的乘积。由于变桨电机的半径为固定值，因此在以下计算中可以消除扭转半径。因此，根据力学公式v＝at，最终可得转矩公式(2)：f＝mv/t。即，得出变桨速度的变化时间t，就能得出对应的变桨电机转矩f。因此，在使用实验室加载平台时，变桨电机的转矩满足公式(3)：f1＝mv1/t1，其中，f1表示实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩，t1表示实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际加速时间，v1表示实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转速。在风力发电机组实际运行时，变桨电机的转矩满足式(4)：f2＝mv2/t2，其中，f2表示变桨电机实际运行时的转矩，v2表示变桨电机实际运行时的转速，t2表示变桨电机实际运行时的加速时间。因此，根据式(3)和式(4)可确定变桨电机实际运行时的转矩的计算式(5)：
40.例如，当实验室加载平台在标准工况下加载的转矩为100nm时，变桨电机的转速从0度/秒升高到6度/秒，所需时间为0.6秒。当变桨电机实际运行时，其转速从0度/秒升高到2度/秒经历的时间为0.5秒，因此可计算变桨电机实际运行时的转矩为100*(2/0.5)/(6/0.6)＝40nm。
41.以上描述了根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法的原理，下面描述根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法的具体实施方式。
42.图2是示出根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法的流程图。
43.根据本公开的实施例，所述变桨电机的转矩确定方法可在风力发电机组的各个变桨控制器中运行。然而，本公开不限于此，所述变桨电机的转矩确定方法还可在风力发电机组的主控制器或者在其他控制器中运行。可选择地，所述变桨电机的转矩确定方法还可在风电场的控制器中运行或者其他任何能够与风力发电机组进行通信的控制器中运行。
44.参照图2，在步骤s201中，可获取当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2。这里，计算周期t的时间长度可以根据实际需要任意设置。例如，计算周期t的时间长度的取值范围可以是20ms至60ms，但不限于此。此外，可如上所述基于编码器数值来计算当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2。然而，本公开不限于此，还可通过设置专用传感器或者利用其他方法来获取当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2，本公开对此不做任何限制。
45.接下来，在步骤s202中，可确定获取的变桨电机的转速v2是否满足转矩计算要求。通过执行步骤s202，可以有效地排除编码器跳变、通信中断、编码器数据采集模块故障等引起的数据(即，转速)跳变。稍后将参照图3a和图3b具体描述步骤s202。
46.在步骤s203中，响应于获取的变桨电机的转速满足转矩计算要求，可基于预先计算的实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、当前计算周期t以及获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩。这里，实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩可基于变桨电机旋转时的等效质量m、实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际加速时间t1以及变桨电机的实际转速v1来计算。
47.具体地讲，在步骤s203中，可基于实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、变桨电机的实际加速时间t1、变桨电机的实际转速v1，以及当前计算周期t、获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩。更具体地讲，可首先计算获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t之商作为第一值，然后计算实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转速v1与实际加速时间t1之商作为第二值，再计算第一值与第二值之商作为第三值，最后，将实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩与第三值之积确定为变桨电机的实际转矩。即，变桨电机的实际转矩＝f1*(v2/t)/(v1/t1)。
48.如上所述，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法不需要使用变桨电机的电压、变桨电机的电流，也不涉及功率因数、电机机械效率等因素，因此可以提高转矩计算精度，并且实现变桨电机转矩计算的通用性。另一方面，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法可以适用于任意类型的变桨电机的转矩值的统计和计算，且可以保证低转速数据的计算精度，解决了低转速时变桨电机转矩计算不准确的问题。此外，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法与叶片角度的前、后位置无关，只和角度变化过程、持续时间有关，从而其计算复杂度降低。此外，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法使用实验室加载平台在标准工况下的实际转矩，因此可以保证转矩计算的准确度，而传统的t＝9550p/n的计算方法，由于没有对比依据，因此其数据计算的准确度不容易判断。
49.图3a是示出确定获取的变桨电机的转速是否满足转矩计算要求的方法的示例的流程图。
50.参照图3a，在步骤s301中，可确定获取的变桨电机的转速v2是否小于第一阈值。根据本公开的实施例，第一阈值可以是但不限于10度/秒。实际上，当发生编码器跳变、通信中断、编码器数据采集模块故障时，由于角度值跳变，计算得到的转速通常将大于12度/秒。因
此，第一阈值可以取10度/秒。
51.响应于获取的变桨电机的转速v2小于第一阈值，在步骤s302中，可确定获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率是否小于第二阈值。这里，通过判断获取的变桨电机的转速v2与给定转速v3的比率是否小于第二阈值，可有效地排除变桨电机堵转的情况。这是因为，当获取的变桨电机的转速v2小于给定转速v3达到一定程度时，就可以确定变桨电机堵转。因此，根据本公开的实施例，第二阈值可根据实际需要来设置，只要第二阈值可以有效地确定变桨电机堵转的情况即可。可选择地，可以在步骤s301之前执行步骤s302。
52.响应于获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率小于第二阈值，在步骤s303中，可确定获取的变桨电机的转速v2满足转矩计算要求。可选择地，当获取的变桨电机的转速v2不小于第一阈值或者获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率不小于第二阈值时，可确定获取的变桨电机的转速v2不满足转矩计算要求，从而返回步骤s201，以获取下一计算周期的终止时刻的变桨电机的转速。
53.图3b是示出确定获取的变桨电机的转速是否满足转矩计算要求的方法的另一示例的流程图。
54.在确定获取的变桨电机的转速v2是否满足转矩计算要求之前，需要获取当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0。如上所述，可通过各种方法来获取当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，本公开对此不做任何限制。
55.在步骤s311中，可基于当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2和当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，计算当前计算周期t的变桨电机的加速度a。
56.然后，在步骤s312中，可确定变桨电机的加速度a是否为零。由于在本公开的实施例中，根据公式(5)来计算变桨电机的转矩，因此通过执行步骤s312，可有效地排除变桨电机的转速达到匀速导致公式(5)无法适用的情况。
57.响应于变桨电机的加速度a不为零，在步骤s313中，可确定当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2是否小于第一阈值。类似地，步骤s313可在步骤s311和/或步骤s312之前执行。
58.响应于当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2小于第一阈值，在步骤s314中，可确定获取的变桨电机的转速v2满足转矩计算要求。
59.另一方面，当变桨电机的加速度a为零时，无法适用根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法，因此可退出根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法。此外，如上所述，当获取的变桨电机的转速v2不小于第一阈值时，可确定获取的变桨电机的转速v2不满足转矩计算要求，从而返回步骤s201，以获取下一计算周期的终止时刻的变桨电机的转速。
60.返回参照图1，根据本公开的实施例，在执行步骤s103之前，可基于当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2和当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，执行数据校验。当数据校验成功时，执行步骤s103。可选择地，当数据校验失败时，可退出根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法。
61.具体地讲，可通过以下步骤执行数据校验。首先，可基于当前计算周期t的终止时
刻的变桨电机的转速v2和当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，计算当前计算周期t的变桨电机的加速度a。然后，确定变桨电机的加速度a是否小于第三阈值。当变桨电机的加速度a小于第三阈值时，可确定数据校验成功。根据本公开的实施例，通过执行数据校验，可以有效地排除变桨电机在当前计算周期(即，加速时间)期间加速度异常的情况。因此，第三阈值可根据实际需要来设置，只要第三阈值可以有效地确定变桨电机的加速度不存在异常即可。
62.可选择地，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法还可以有效地确定变桨电机堵转时的堵转转矩。产生堵转转矩的原因在于：如果变桨电机的实际转速小于给定速度，因为转矩的大小与加速度的大小成正比，所以实际转速的变化量变小，说明变桨电机受到了相应大小的摩擦阻力的作用，而变桨电机在运行时，由于要跟踪给定速度，所以会加大转矩以克服刹车阀的摩擦阻力，从而产生堵转转矩。
63.如上所述，当获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率不小于第二阈值时，可确定变桨电机发生堵转。在这种情况下，可首先基于预先计算的实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、当前计算周期t以及获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩。然后，基于变桨电机的实际转矩、当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3以及获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的堵转转矩。具体地讲，可计算当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3与获取的变桨电机的转速v2之商，并且将变桨电机的实际转矩与所述商之积确定为变桨电机的堵转转矩。
64.如上所述，可基于变桨电机旋转时的等效质量m、实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际加速时间t1以及变桨电机的实际转速v1，来计算实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩，并且可基于实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、变桨电机的实际加速时间t1、变桨电机的实际转速v1，以及当前计算周期t、获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩。
65.由于根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法可以有效地计算变桨电机的堵转转矩，因此可以为变桨电机的选型提供充足的依据。
66.图4是示出根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定装置的框图。
67.根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定装置可以设置在风力发电机组的各个变桨控制器中。然而，本公开不限于此，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定装置可设置在风力发电机组的主控制器或者其他控制器中。
68.参照图4，变桨电机的转矩确定装置400可包括转速获取模块410、计算要求确定模块420和转矩确定模块430。转速获取模块410可获取当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2。计算要求确定模块420可确定获取的变桨电机的转速v2是否满足转矩计算要求。转矩确定模块430可响应于获取的变桨电机的转速满足转矩计算要求，基于预先计算的实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、当前计算周期t以及获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩。这里，实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩可基于变桨电机旋转时的等效质量m、实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际加速时间t1以及变桨电机的实际转速v1来计算。转矩确定模块430可基于实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、变桨电机的实际加速时间t1、变桨电机的实际转速v1，以及当前计算周期t、获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转
矩。
69.计算要求确定模块420可确定获取的变桨电机的转速v2是否小于第一阈值，并确定获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率是否小于第二阈值。响应于获取的变桨电机的转速v2小于第一阈值且获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率小于第二阈值，计算要求确定模块420可确定获取的变桨电机的转速v2满足转矩计算要求。
70.可选择地，转速获取模块410还可获取当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0。计算要求确定模块420可基于当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2和当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，计算当前计算周期t的变桨电机的加速度a，确定变桨电机的加速度a是否为零，并且确定当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2是否小于第一阈值。响应于变桨电机的加速度a不为零且当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2小于第一阈值，计算要求确定模块420可确定获取的变桨电机的转速v2满足转矩计算要求。
71.根据本公开的实施例，变桨电机的转矩确定装置400还可包括数据校验模块(未示出)。数据校验模块可基于当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2和当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，执行数据校验。响应于数据校验成功，转矩确定模块430可确定变桨电机的实际转矩。具体地讲，数据校验模块可基于当前计算周期t的终止时刻的变桨电机的转速v2和当前计算周期t的起始时刻的变桨电机的转速v0，计算当前计算周期t的变桨电机的加速度a，并且确定变桨电机的加速度a是否小于第三阈值。响应于变桨电机的加速度小于第三阈值，数据校验模块可确定数据校验成功。
72.根据本公开的实施例，响应于获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3的比率不小于第二阈值，转矩确定模块430可基于预先计算的实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、当前计算周期t以及获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩，并且基于变桨电机的实际转矩、当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3以及获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的堵转转矩。具体地讲，转矩确定模块430可基于变桨电机旋转时的等效质量m、实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际加速时间t1以及变桨电机的实际转速v1，来计算实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩，并且基于实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩f1、变桨电机的实际加速时间t1、变桨电机的实际转速v1，以及当前计算周期t、获取的变桨电机的转速v2，来确定变桨电机的实际转矩。例如，转矩确定模块430可计算获取的变桨电机的转速v2与当前计算周期t之商作为第一值，计算实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转速v1与实际加速时间t1之商作为第二值，计算第一值与第二值之商作为第三值，并将实验室加载平台在标准工况下的变桨电机的实际转矩与第三值之积确定为变桨电机的实际转矩。此外，转矩确定模块430可计算当前计算周期t的终止时刻的给定转速v3与获取的变桨电机的转速v2之商，并将变桨电机的实际转矩与所述商之积确定为变桨电机的堵转转矩。
73.图5是示出根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器的框图。
74.参照图5，根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器500可以是但不限于变桨控制器、风力发电机组的主控制器等。根据本公开的实施例的风力发电机组的控制器500可
包括处理器510和存储器520。处理器510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520存储将由处理器510执行的计算机程序。存储器520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510执行存储器720中存储的计算机程序时，可实现如上所述的变桨电机的转矩确定方法。
75.可选择地，控制器500可以以有线/无线通信方式与风力发电机组中的其他组件进行通信，还可以以有线/无线通信方式与风电场中的其他装置进行通信。此外，控制器500可以以有线/无线通信方式与风电场外部的装置进行通信。此外，控制器500可具有计时器和编码器功能。
76.根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定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，可实现如上所述的变桨电机的转矩确定方法。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。
77.根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法不需要使用变桨电机的电压、变桨电机的电流，也不涉及功率因数、电机机械效率等因素，因此可以提高转矩计算精度，并且实现变桨电机转矩计算的通用性。另一方面，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法可以适用于任意类型的变桨电机的转矩值的统计和计算，且可以保证低转速数据的计算精度，解决了低转速时变桨电机转矩计算不准确的问题。此外，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法与叶片角度的前、后位置无关，只和角度变化过程、持续时间有关，从而其计算复杂度降低。此外，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法使用实验室加载平台在标准工况下的实际转矩，因此可以保证转矩计算的准确度，而传统的t＝9550p/n的计算方法，由于没有对比依据，因此其数据计算的准确度不容易判断。同时，根据本公开的实施例的变桨电机的转矩确定方法可以有效地计算变桨电机的堵转转矩，从而为变桨电机的选型提供充足的依据。
78.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。