[實用新型]一種基于內模PID的風電機組變槳控制系統

有效

• 申請號: 201120188575.2
• 申請日: 2011-06-07
• 公開（公告）號: CN202157900U
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 龐宇;張立忠;趙志謙
• 申請（專利權）人: 華銳風電科技（集團）股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本實用新型涉風力發電技術領域，特別涉及風電機組變槳控制系統的控制器。?

背景技術

風能是一種無污染、可再生的清潔能源。風力發電機機組主要有以下三個部分組成：風輪、機艙和塔筒。風輪的作用是吸收風能并將其轉化成機械能，位于機艙的發電機組將機械能轉換成電能，輸送到電網上。風輪部分是風機的主要部分，風輪的控制系統稱之為變槳控制系統，變槳控制器的設計自然也就是風電機組控制系統中的重要的一環了。變槳控制性能的好壞不僅關系到吸收風能的效果，而且還對風電機組的安全性能有著重要的意義。?

目前的變槳控制系統主要分為了定速定槳矩控制、定速變槳矩控制、變速定槳矩控制和變速變槳矩控制四種方式。目前應用較多的是變速變槳矩控制方式。?

變速變槳矩控制方式就是根據風機控制系統的實際需要將葉片旋轉至設定的槳矩角，每個葉片分別通過回轉支撐與輪轂連接，通過變槳電機與減速機，實現槳矩角在工作位置和順槳位置之間連續調節。變槳矩機構的主要功能就是在額定轉速附近(以上)，依據風速的變化，隨時調節槳葉的節距角，控制吸收的風能，一方面保證獲取最大的能量，同時減少風力對風電機組的沖擊，并且保證在并網過程中實現快速無沖擊并網，最終達到提高整個風電場的發電效率和電能質量的目的。?

現在的變槳控制策略主要是單回路PID控制。但是由于變槳控制系統的被控對象是風輪及變槳變頻器和變槳電機組成的伺服系統，而且系統的有著嚴重的非線性、滯后性，隨著風大功率風機的問世，這種非線性和滯后環更加嚴重，常規的PID控制方式顯得力不從心，具體表現在常規的PID控制往往是達到了一方面的控制要求，但是同時還會出現另一方面的問題，不能面面俱到，難以?改善整個系統的總體性能。?

因此，如何設計一種基于內模PID的風電機組變槳控制系統，以解決上述技術問題，即為本領域技術人員的研究方向所在。?

發明內容

本實用新型的主要目的是提供一種基于內模PID的風電機組變槳控制系統，以解決上述現有技術中所存在的問題。?

為了達到上述目的，本實用新型提供一種基于內模PID的風電機組變槳控制系統，其包括，一變槳系統內模控制器、一變槳傳動系統、一變槳系統模型及一反饋濾波器，其中所述的變槳系統內模控制器與所述的變槳傳動系統及所述的變槳系統模型相連，所述的變槳傳動系統及所述的變槳系統模型與所述的反饋濾波器的相連，所述的反饋濾波器的輸出反饋到所述的變槳系統內模控制器的輸入端。?

較佳的實施方式中，所述的變槳傳動系統為一真實的變槳系統。?

較佳的實施方式中，所述的變槳系統模型包括一線性系統模型及一非線性系統模型。?

較佳的實施方式中，所述線性系統模型的輸出反饋到所述變槳系統內模控制器的輸入端。?

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：基于內模的PID控制器(IMC-PID)不但具有傳統PID控制的特點，而且非常適用于有較大純滯后，明顯非線性的系統，具有跟蹤調節性好、魯棒性強、能消除不可預測干擾的影響，更容易保證魯棒性和穩定性。此外，常規的PID控制器在實際應用過程中需要整定3個參數，而基于內模PID的控制器在實際應用過程中僅需要整定1個參數，這樣有利于控制系統的應用。?

附圖說明

圖1為本實用新型基于內模PID的風電機組變槳控制系統組成示意圖；?

圖2為本實用新型基于內模PID的風電機組變槳控制系統一實施例組成示意圖。?

附圖標記說明：1-槳系統內模控制器(GI_MC)；2-變槳傳動系統(G_P)；3-變槳系統模型(G_M)，31-線性系統模型(Gm)；32-非線性系統模型(Gnl)；?4-反饋濾波器(G_F)。?

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優點作更詳細的說明。?