[發(fā)明專利]一種柔性塔架風電機組轉(zhuǎn)速共振頻率穿越控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010273840.0
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN111502912B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)有;孫勇;陳棋;史曉鳴;楊靖;程晨光
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江運達風電股份有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種柔性塔架風電機組轉(zhuǎn)速共振頻率穿越控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù)包括通過塔架模態(tài)在線辨識系統(tǒng)得到的第n個控制周期的塔架左右方向一階模態(tài)頻率ω₀(n)和阻尼比B₀(n)，通過塔架振動傳感器得到的第n個控制周期的塔頂左右方向運動加速度a_ss(n)，通過編碼器測得的第n個控制周期的風輪轉(zhuǎn)速ω_r(n)，以及第n個控制周期的運行模式標志位A，標志位A初值設(shè)置為0；

(2)對塔頂左右方向運動的加速度a_ss進行處理；

(3)求得第n個控制周期的濾波器后塔頂左右方向運動加速度a_ss0的均方根；

(4)如果a_ss1(n)≤ε，則A設(shè)置為0；

如果ε＜a_ss1(n)≤2ε，則A設(shè)置為1；

如果2ε＜a_ss1(n)≤5ε，則A設(shè)置為2；

如果a_ss1(n)＞5ε，則A設(shè)置為3；

式中，ε為較小正數(shù)，a_ss1(n)為第n個控制周期的濾波器后塔頂左右方向運動加速度a_ss0的30s均方根；

根據(jù)運行標志位A進行不同運行狀態(tài)：

如果A＝0，則第n個控制周期的風輪轉(zhuǎn)速偏差Δω(n)為：

Δω(n)＝0

控制風電機組風輪轉(zhuǎn)速沿MPPT(最大能量跟蹤)模式的最優(yōu)轉(zhuǎn)速曲線運行；

如果A＝1，則第n個控制周期的風輪轉(zhuǎn)速跳躍偏差值Δω(n)為：

式中，C₀風輪轉(zhuǎn)速跳躍偏差初值，D為常數(shù)，a_ss2(n)為第n個控制周期的濾波器后塔頂左右方向運動加速度a_ss0的600s均方根，B₀(n)為第n個控制周期的塔架左右方向一階模態(tài)阻尼比；

且

式中：Δω(n-1)為第n-1個控制周期的風輪轉(zhuǎn)速跳躍偏差值，k為風輪轉(zhuǎn)速跳躍偏差變化限制值，T為控制周期；

低速段風輪轉(zhuǎn)速上限ω₁(n)為：

高速段風輪轉(zhuǎn)速下限ω₂(n)為：

控制風電機組風輪轉(zhuǎn)速沿低速段最優(yōu)控制曲線，即上限為ω₁(n)，下限為風輪最小穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速ω_min，或高速段最優(yōu)控制曲線，上限為風輪最大穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速ω_max，下限為ω₂(n)，運行，兩種模式之間采用轉(zhuǎn)速快速跳躍方式進行切換控制；

如果A＝2，則第n個控制周期的風輪轉(zhuǎn)速跳躍偏差值Δω(n)為：

低速段風輪轉(zhuǎn)速上限ω₁(n)為：

高速段風輪轉(zhuǎn)速下限ω₂(n)為：

控制風電機組風輪轉(zhuǎn)速沿低速段最優(yōu)控制曲線，上限為ω₁(n)，下限為風輪最小穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速ω_min，或高速段最優(yōu)控制曲線，上限為風輪最大穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速ω_max，下限為ω₂(n)，運行，兩種模式之間采用轉(zhuǎn)速快速跳躍方式進行切換控制；

如果A＝3，則風電機組報過振動故障停機。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柔性塔架風電機組轉(zhuǎn)速共振頻率穿越控制方法，其特征在于，所述步驟(2)對塔頂左右方向運動的加速度a_ss分別進行低通濾波和帶通濾波，得到濾波后塔頂左右方向運動的加速度a_ss0(n)。

3.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的柔性塔架風電機組轉(zhuǎn)速共振頻率穿越控制方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括塔架模態(tài)在線辨識系統(tǒng)、塔架振動傳感器和測速編碼器，塔架模態(tài)在線辨識系統(tǒng)分別與塔架振動傳感器、測速編碼器相連，所述塔架振動傳感器安裝在塔架頂部。