一种风能冷热电联供机组自动控制方法

本申请涉及风能冷热电联供的领域，尤其是涉及一种风能冷热电联供机组自动控制方法。

背景技术：

1、“双碳”目标下，风资源在能源领域的应用技术广泛开发，风电技术日趋成熟，随着大规模风电并网，因风资源稳定性差引起的“弃风限电”成为风能领域急需解决的重要课题。风能制冷制热可降低对风资源稳定性的要求，能有效缓解“弃风限电”问题，但风能制冷热受季节限制，在非供冷供暖季节，单纯的风能制冷热系统会出现风资源浪费问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种风能冷热电联供机组自动控制方法，解决了风资源浪费问题，实现了风资源的合理高效应用。

2、本申请提供的一种风能冷热电联供机组自动控制方法采用如下的技术方案：

3、一种风能冷热电联供机组自动控制方法，包括如下步骤：

4、风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

5、当风力机转速达到力矩切入转速r1时，通过变桨系统使风力机转速稳定在力矩切入转速r1，若桨距角大于第一预设值，增加热泵装置的压缩机载荷；

6、当加热泵装置的压缩机载荷达到调节上限，且风力机转速稳定在力矩切入转速r1时，若桨距角大于第二预设值，通过变桨系统使风力机转速达到额定转速r2，并通过变桨系统使风力机转速稳定在额定转速r2；

7、当风力机转速稳定在额定转速r2，若桨距角大于第三预设值，启动发电机并增加发电机有功功率载荷；

8、风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

9、当风力机转速达到力矩切入转速r1时，通过变桨系统使风力机转速稳定在力矩切入转速r1，若桨距角大于第一预设值，增加发电机的有功功率；

10、当发电机的有功功率达到额定有功功率，且风力机转速稳定在力矩切入转速r1时，若桨距角大于第二预设值，通过变桨系统使风力机转速达到额定转速r2，并通过变桨系统使风力机转速稳定在额定转速r2；

11、当风力机转速稳定在额定转速r2，若桨距角大于第三预设值，启动热泵装置并增加热泵装置的压缩机载荷。

12、可选的，风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

13、当风力机在额定转速r2运行时，若桨距角为零，且风力机实际转速小于额定转速r2，降低发电机的有功功率，使风力机的转速向额定转速r2提升。

14、可选的，风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

15、当风力机在额定转速r2运行时，若桨距角为零，且发电机的有功功率降低至零时，如果风力机的实际转速低于额定转速r2时，启动变桨系统使风力机的转速降低至力矩切入转速r1，通过变桨系统使风力机转速稳定在力矩切入转速r1。

16、可选的，风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

17、当风力机在力矩切入转速r1运行时，若桨距角为零，且风力机的实际转速仍低于力矩切入转速r1时，则降低热泵装置的压缩机的载荷，以使风力机的转速向力矩切入转速r1提升。

18、可选的，风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

19、当风力机在额定转速r2运行时，若桨距角为零，且风力机实际转速小于额定转速r2，降低压缩机的载荷，使风力机的转速向额定转速r2提升。

20、可选的，风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

21、当风力机在额定转速r2运行时，若桨距角为零，且压缩机的载荷降低至调节下限时，如果风力机的实际转速低于额定转速r2时，启动变桨系统使风力机的转速降低至力矩切入转速r1，通过变桨系统使风力机转速稳定在力矩切入转速r1。

22、可选的，风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

23、当风力机在力矩切入转速r1运行时，若桨距角为零，且风力机的实际转速仍低于力矩切入转速r1时，则降低发电机的有功功率，以使风力机的转速向力矩切入转速r1提升。

24、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

25、风能冷热电联供机组应用同一台风力机实现风力制热和风力发电双重功能，机组包含热泵和发电机双负载。热泵和发电机负载特性不同，热泵惯性大，响应时间长；发电机惯性小，响应迅速。本申请根据环境风力和风力机的桨距角对热泵装置和发电机的负载进行调节，通过控制风力机转速保证最佳叶尖速比，确保风能最大捕获，提高风力机对风资源的利用效率；同时，针对不同负载设置不同的加减载时间，实现系统快速稳定加减载，保证风力机转速稳定。

技术特征：

1.一种风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

3.根据权利要求2所述的风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

4.根据权利要求3所述的风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，风能冷热电联供机组以制冷制热为主发电为辅的工作模式时：

5.根据权利要求1所述的风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

6.根据权利要求5所述的风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

7.根据权利要求6所述的风能冷热电联供机组自动控制方法，其特征在于，风能冷热电联供机组以发电为主制冷制热为辅的工作模式时：

技术总结本申请提供了一种风能冷热电联供机组自动控制方法，属于风能冷热电联供的技术领域，具体的本申请根据风能冷热电联供机组的工作模式，再结合风力机的不同运行状态，以及对应运行状态下风力机的实际转速和桨距角选择性启动热泵装置和发电机，并依据风力机的实际转速和桨距角对热泵装置和发电机的负载进行实时调节，尽量使桨距角稳定在较小的范围内，提高风力机对风能的捕获，并将风力机的机械能合理分配，同时，热泵装置和发电机的负载根据风力机的状态稳定在可实施的最大运行状态，提高热泵装置和发电机的运行效率。技术研发人员：刘茜,钟晓晖,孙香宇,白井艳,李庆安,石可重受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/26