[發明專利]雙葉輪漂浮式風力發電機組的偏航控制方法及裝置、機組

有效

• 申請號: 202010435699.X
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111706463B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 歐柳利;陳思范;趙曉峻;孫曉旭;馬沖;任永
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種雙葉輪漂浮式風力發電機組的偏航控制方法及裝置、機組，方法首先獲取風向信息和兩個葉輪的推力信息并進行濾波；由濾波后的風向信息算出偏航誤差角度；將偏航誤差角度作為第一比例積分微分控制器的輸入，計算其輸出；根據第一比例積分微分控制器的輸出和濾波后的推力信息之間的差值及葉輪變槳角度，計算需分配到發電機組雙葉輪中的第一、二葉輪的推力；將第一、二葉輪的推力分別對應輸入第二、三比例積分微分控制器，計算第二、三比例積分微分控制器的輸出；結合葉輪的變槳信息和對應比例積分微分控制器的輸出來更新變槳信息并生成對應葉輪的變槳控制指令。本發明可以控制偏航運動，節約偏航電機和偏航軸承成本，提高響應速度。

技術領域

本發明涉及風力發電機組和風機偏航控制技術領域，特別涉及一種雙葉輪漂浮式風力發電機組的偏航控制方法及裝置、機組。

背景技術

風力發電機組通常是通過葉輪吸收氣流中的能量，通過傳動系統將葉輪葉片產生的機械能傳遞給發電機系統來轉換成電能。葉輪由若干葉片組成，葉片繞葉片軸的旋轉角度稱為變槳角度，通過調整變槳角度可以改變葉輪吸收風能的系數。

風力發電機組的葉輪連接主軸，并經齒輪箱驅動發電機轉子，主軸經軸承和基座連接機艙，塔架連接機艙和基礎平臺。風力發電機組的偏航運動指的是風力發電機組機艙繞著與基礎平臺垂直的方向的運動，通過對風力發電機組的偏航運動進行控制可以改變風力發電機組的葉輪相對風速的方向。通常情況下，風力發電機組的葉輪相對風速的角度越小，風力發電機組的發電量就越大。風力發電機組偏航控制的目標就是盡量減小葉輪相對風速的角度。常規的偏航控制是采用偏航電機驅動偏航的運動過程，根據風向傳感器測量的風向信息設置偏航電機的啟停，從而調整葉輪相對風速的角度。然而，這種采用偏航電機驅動偏航的方式由于增設了偏航電機和偏航軸承，使得風力發電機組成本增加，偏航電機在運行時也消耗了一定電量，并且，偏航電機的啟停存在一定的緩沖時間，因此響應即時性也較差。

發明內容

本發明的第一目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種雙葉輪漂浮式風力發電機組的偏航控制方法，該方法可以控制偏航運動，節約偏航電機和偏航軸承成本，提高響應速度。

本發明的第二目的在于提供一種雙葉輪漂浮式風力發電機組的偏航控制裝置。

本發明的第三目的在于提供一種雙葉輪漂浮式風力發電機組。

本發明的第四目的在于提供一種存儲介質。

本發明的第五目的在于提供一種計算設備。

本發明的第一目的通過下述技術方案實現：一種雙葉輪漂浮式風力發電機組的偏航控制方法，步驟如下：

S1、獲取風向信息和兩個葉輪的推力信息，并對風向信息和推力信息進行濾波；

S2、由濾波后的風向信息折算出風向與機艙的夾角，即偏航誤差角度；

S3、將偏航誤差角度作為第一比例積分微分控制器P_D(t)的輸入，計算第一比例積分微分控制器P_D(t)的輸出；

第一比例積分微分控制器的表達式為：

其中，K_Py是比例系數，K_Iy是積分系數，K_Dy是微分系數，e(t)是偏航誤差，可以根據實際情況省略K_Iy∫e(t)dt或者