[發明專利]浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統和方法

有效

• 申請號: 201310531222.1
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103541861A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 黃國燕;李強;李健;張建海
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;張川緒

1.一種浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，包括：

增益調度表，用于根據葉片槳距角選擇PI控制器的增益；

PI控制器，接收機艙速度差信號作為輸入信號，并根據增益調度表選擇的增益對輸入信號進行PI控制，以輸出變槳補償角度，

其中，根據設置在風電機組的機艙內部的加速度傳感器或速度傳感器測量的機艙加速度或機艙速度獲得所述機艙速度差信號，并且風電機組的變槳執行機構通過使用所述變槳補償角度來執行變槳操作。

2.根據權利要求1所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，變槳執行機構根據變槳位置需求與所述變槳補償角度之和來執行變槳操作。

3.根據權利要求2所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，風電機組的主控制器根據轉速測量模塊測量的電機轉速信號計算變槳位置需求。

4.根據權利要求3所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，風電機組的主控制器對測量的電機轉速信號和電機轉速信號設定值進行比較，并通過對比較結果執行PI控制來計算變槳位置需求。

5.根據權利要求1所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，當葉片槳距角小于第一預定角度時，增益調度表將比例增益設置為第一增益，當葉片槳距角大于第二預定角度時，增益調度表將比例增益設置為第二增益，當葉片槳距角在第一預定角度和第二預定角度之間時，增益調度表將比例增益設置為隨著葉片槳距角增大而從第一增益到第二增益線性減小，

其中，第一預定角度小于第二預定角度，第一增益大于第二增益。

6.根據權利要求1所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，將速度傳感器測量的當前機艙速度與延遲的機艙速度相減，從而獲得所述機艙速度差信號，

其中，通過使用延遲器將當前機艙速度延遲一個風電機組的主控制器的執行步長獲得所述延遲的機艙速度。

7.根據權利要求1所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，使用帶通濾波器對加速度傳感器測量的加速度進行帶通濾波，將濾波后的加速度與延遲的加速度相加，并乘以1/2風電機組的主控制器的執行步長，從而獲得所述機艙速度差信號，

其中，通過使用延遲器將濾波后的加速度延遲一個風電機組的主控制器的執行步長獲得所述延遲的加速度。

8.根據權利要求7所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，所述帶通濾波器包括并聯連接的兩個帶通濾波單元，一個帶通濾波單元的中心頻率為浮動式風電機組塔架本征固有頻率，另一個帶通濾波單元的中心頻率為浮動平臺本征固有頻率。

9.根據權利要求8所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，所述兩個帶通濾波單元的傳遞函數如下所示：

H(s)=K·2ζωns(1+τs)s2+2ζωns+ωn2,]]>

其中，ζ是帶通濾波單元的阻尼比，ω_n是塔架本征固有頻率或浮動平臺本征固有頻率，K是帶通濾波單元的增益，τ是時間常數。

10.根據權利要求1所述的浮動式風電機組塔架負阻尼抑制系統，其中，通過使用Simulink建立系統響應環路來對PI控制器的增益進行調整。