[發明專利]一種考慮風力機變槳控制器積分飽和的自適應槳距角控制方法

有效

• 申請號: 202011227768.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112459964B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 陳載宇;王文博;殷明慧;周連俊;汪成根;卜京;孫蓉;劉建坤;鄒云;王靜波;彭云
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;江蘇金風科技有限公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D17/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王安

1.一種考慮風力機變槳控制器積分飽和的自適應槳距角控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，利用最小二乘法對風力機變槳執行機構的慣性環節進行參數辨識，依據參數辨識結果為槳距角參考指令的采樣過程增加相同的慣性環節，從而消除變槳執行機構的慣性環節對補償法抗積分飽和的影響，具體為：

步驟1-1、獲取所研究風力機的槳距角參考指令β_d和實際指令β_r的歷史運行數據，計算實際指令β_r中變化率和最大變槳速率β_rated，進行用于參數辨識的有效數據篩選：即選定β_r中變化率沒有達到最大變槳速率β_rated的時間序列，篩選出所選定時間序列對應的風機數據，用作慣性環節的參數辨識；

步驟1-2、依據篩選出的風機數據，利用最小二乘法進行計算變槳機構慣性環節的參數，式中，s為拉普拉斯算子，τ為慣性時間常數，K為慣性環節增益，計算得到慣性時間常數τ和慣性環節增益參數K；

步驟1-3、依據參數辨識結果為槳距角參考指令的采樣過程增加相同的慣性環節，得到用于抗積分飽和的槳距角參考指令修正值β_d′，計算公式為：

步驟2，設置風力機PI變槳控制器的等效積分時間常數k_i′的初始值；

步驟3，根據實時運行數據，判斷增加慣性環節后槳距角參考指令修正值β_d′和對應的實際指令β_r的差值Δβ是否為0，若是，執行步驟4；否則執行步驟5；

步驟4，令補償系數k_a＝0，即PI變槳控制器的等效積分時間常數k_i′保持為原積分時間常數k_i不變，執行步驟8；

步驟5，判斷槳距角參考指令修正值β_d′和實際指令β_r的差值Δβ的正負號，若Δβ＞0，則執行步驟6，否則執行步驟7；

步驟6，根據槳距角參考指令修正值β_d′與實際指令β_r之間的差值Δβ進行補償系數k_a的搜索過程，在搜索過程中保證k_a≥0，同時相應改變風機運行時控制器的等效積分時間常數k_i′；

步驟7，根據槳距角參考指令修正值β_d′與實際指令β_r之間的差值Δβ進行補償系數k_a的搜索過程，在搜索過程中保證k_a≤0，同時相應改變風機運行時控制器的等效積分時間常數k_i′；

步驟8，判斷本次搜索之后風力機運行是否結束，若未結束，則返回步驟3繼續運行；否則，結束運行。

2.根據權利要求1所述的考慮風力機變槳控制器積分飽和的自適應槳距角控制方法，其特征在于，步驟6中補償系數k_a的搜索過程計算公式為：

式中，k為發生飽和以后的采樣次數，γ為調整系數，k_a(k)為補償系數k_a的第k次取值，Δk_a(k)為補償系數k_a的第k次變化量，Δβ(k-1)為β_d′-β_r的第k-1次采樣值，Δβ_av(k-1)為Δβ的平均值β_av的第k-1次變化量，其計算公式為：

為實現抗積分飽和應保證k_i′≤k_i，即若Δβ＞0則需保證k_a(k)≥0，在搜索過程中當k_a(k)≤0時令k_a(k)＝0。