[發(fā)明專(zhuān)利]基于模型辨識(shí)的風(fēng)電機(jī)組控制參數(shù)再調(diào)校裝置、系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310731326.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103742359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅文;萬(wàn)宇賓;杜佳佳;蔣韜;王靛;李曉光;張?jiān)?/a>;劉憾宇;胡嬋娟;劉春秀;李慧新;劉彥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D7/00
• 分類(lèi)號(hào): F03D7/00
• 代理公司: 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基于模型辨識(shí)的控制參數(shù)再調(diào)校裝置、系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組廣泛采用變速變槳技術(shù)，為了保證風(fēng)電機(jī)組變速變槳運(yùn)行，在控制系統(tǒng)正常發(fā)電控制設(shè)計(jì)時(shí)，一般包括轉(zhuǎn)矩控制和變槳控制兩大部分。同時(shí)，為了減小機(jī)組載荷，避免共振或減小振動(dòng)，在設(shè)計(jì)時(shí)加入傳動(dòng)鏈加阻、塔架加阻控制，以保證機(jī)組在生命周期范圍內(nèi)安全可靠運(yùn)行。然而，無(wú)論是轉(zhuǎn)矩控制、變槳控制，還是傳動(dòng)鏈加阻、塔架加阻，均依賴(lài)于風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)模型，如機(jī)組轉(zhuǎn)矩響應(yīng)模型、變槳響應(yīng)模型和機(jī)組結(jié)構(gòu)模態(tài)情況。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中，在風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)模型建模方面，普遍的做法是：利用專(zhuān)用的整機(jī)設(shè)計(jì)軟件，如：GH-Bladed對(duì)整機(jī)的各個(gè)部件分別進(jìn)行建模，如葉片、輪轂、傳動(dòng)鏈、機(jī)艙、塔架、發(fā)電機(jī)等建模，再利用軟件計(jì)算出機(jī)組的結(jié)構(gòu)模態(tài)，然后對(duì)整機(jī)模型進(jìn)行線性化處理，得到機(jī)組的線性化模型，通過(guò)時(shí)域和頻域分析，進(jìn)而得到合適的控制參數(shù)。這種做法存在一種風(fēng)險(xiǎn)，即很難保證整機(jī)建模時(shí)的模型與真機(jī)完全一致，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來(lái)的控制參數(shù)與實(shí)際不匹配，達(dá)不到預(yù)期的控制效果，無(wú)法減小風(fēng)電機(jī)組的載荷，影響了風(fēng)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

同時(shí)，變速變槳風(fēng)電機(jī)組在正常發(fā)電控制過(guò)程中的控制參數(shù)（包括轉(zhuǎn)矩控制、變槳控制、傳動(dòng)鏈加阻、塔架加阻控制等）均通過(guò)線性設(shè)計(jì)而來(lái)，這些參數(shù)的整定依賴(lài)于風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)模態(tài)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)情況。目前，在風(fēng)電機(jī)組控制參數(shù)設(shè)計(jì)方面，普遍的做法是通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件，如：GH?Bladed建立整機(jī)模型，得出風(fēng)電機(jī)組的坎貝爾圖，分析出風(fēng)電機(jī)組可能存在共振模態(tài)。在進(jìn)行線性化后得到風(fēng)電機(jī)組的組態(tài)空間方程，通過(guò)時(shí)域和頻域分析，整定出控制參數(shù)。目前，控制系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)時(shí)均基于專(zhuān)業(yè)軟件，如：GH?Bladed線性化后的機(jī)組模型以及結(jié)構(gòu)模態(tài)（坎貝爾圖），具體操作過(guò)程為：

（1）風(fēng)電機(jī)組整機(jī)模型建模后，計(jì)算出各部件的結(jié)構(gòu)模態(tài)，形成坎貝爾圖，分析可能存在的共振情況；

（2）對(duì)模型進(jìn)行線性化處理，得出控制系統(tǒng)參數(shù)整定的控制模型，根據(jù)控制理論整定出控制參數(shù)。

這種做法雖然充分利用已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，滿(mǎn)足整機(jī)開(kāi)發(fā)時(shí)的載荷計(jì)算要求。但是也存在著兩個(gè)致命的缺陷：

（1）現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)電機(jī)組整機(jī)模型建模和控制系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程，在線性化時(shí)忽略了風(fēng)電機(jī)組本身高度非線性特性；

（2）現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)電機(jī)組整機(jī)模型建模和控制系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程，機(jī)組建模參數(shù)與真機(jī)一致性難以保證，整機(jī)建模的模型無(wú)法與真機(jī)完全匹配，導(dǎo)致機(jī)組的一些結(jié)構(gòu)模態(tài)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)存在偏差，無(wú)法完全確保控制系統(tǒng)的有效性，存在風(fēng)險(xiǎn)。如將這樣建模后整定出來(lái)的控制參數(shù)直接用于真機(jī)運(yùn)行，會(huì)由于模型誤差導(dǎo)致控制參數(shù)出現(xiàn)偏差，對(duì)機(jī)組安全性帶來(lái)一定影響，如傳動(dòng)鏈加阻可以減小齒輪箱的疲勞載荷、塔架加阻減小塔頂載荷和振動(dòng)，如果參數(shù)取值不合適，起不到減小載荷控制的效果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于模型辨識(shí)的風(fēng)電機(jī)組控制參數(shù)再調(diào)校裝置、系統(tǒng)及其方法，能夠在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行后，通過(guò)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)影響風(fēng)電機(jī)組控制效果的機(jī)組模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，根據(jù)辨識(shí)的結(jié)果修正整機(jī)模型，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行再調(diào)校，確保控制參數(shù)的有效性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種基于模型辨識(shí)的風(fēng)電機(jī)組控制參數(shù)再調(diào)校裝置的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，基于模型辨識(shí)的風(fēng)電機(jī)組控制參數(shù)再調(diào)校裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、風(fēng)電機(jī)組模型辨識(shí)模塊和控制參數(shù)再調(diào)校模塊。在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行后，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集所述風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述風(fēng)電機(jī)組模型辨識(shí)模塊讀取所述風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)影響所述風(fēng)電機(jī)組控制效果的風(fēng)電機(jī)組模型參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)并將辨識(shí)結(jié)果輸出至所述控制參數(shù)再調(diào)校模塊，所述控制參數(shù)再調(diào)校模塊根據(jù)辨識(shí)的結(jié)果修正所述風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)模型，對(duì)所述風(fēng)電機(jī)組的控制參數(shù)進(jìn)行再調(diào)校，并將所述控制參數(shù)輸出至主控系統(tǒng)，由所述主控系統(tǒng)控制所述風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行。