[發明專利]基于雙自抗擾控制器的風電機組轉矩—槳距控制方法

有效

• 申請號: 202110994049.3
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113638840B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 王靈梅;賈成真;孟恩隆;李永龍;司榮國;耿淑強;王凱林;劉玉山;王強;姬繼文;尹少平;韓磊;程江濤;賈建華;董小錄;楊晉東;趙峰;趙小明
• 申請（專利權）人: 山西大學;山西健科科技有限公司;青海綠電分布式能源有限責任公司;晉控電力山西新能源有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D7/04;F03D17/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王軍

1.一種基于雙自抗擾控制器的風電機組轉矩—槳距控制方法，其特征在于，通過一種基于雙自抗擾控制器的風電機組轉矩—槳距控制算法進行控制，所述控制算法包括：動態變限的一階LADRC轉矩控制模塊、控制器切換控制模塊，變帶寬的二階LADRC變槳控制模塊和參數整定采用系統閉環零極點的離線分析模塊；

所述控制方法包括步驟：

構建風電機組的非線性模型，針對轉矩和槳距控制環節做開環仿真實驗，通過系統閉環零極點的離線分析模塊，獲取一階LADRC轉矩控制模塊和二階LADRC變槳控制模塊的最優控制參數；

將一階LADRC轉矩控制模塊和二階LADRC變槳控制模塊的控制參數按照離線分析模塊仿真得到的最優控制參數進行部署；

測量實時風速，若實時風速低于額定風速，則通過一階LADRC轉矩控制模塊對風電機組的轉矩進行控制；

在一階LADRC轉矩控制模塊對風電機組轉矩的控制過程中，控制器切換控制模塊判斷風電機組的實時功率是否達到額定功率，若達到額定功率，則結合前一時刻的槳距角指令進行一階LADRC轉矩控制模塊向二階LADRC變槳控制模塊的切換，實現通過二階LADRC變槳控制模塊進行槳距的控制；

動態變限的一階LADRC轉矩控制模塊包括一階LADRC轉矩控制器，其公式表示如公式(1)所示：

其中，表示一階LADRC中狀態觀測器的狀態變量，z_A1、z_A2分別與Ω、f的觀測值相對應；Ω表示實際轉速信號；f表示轉矩控制環節的總擾動；表示狀態觀測器的狀態矩陣；表示狀態觀測器的控制矩陣，b_A0為給定的非零常數；表示狀態觀測器的觀測矩陣，w_Ao為觀測帶寬；表示狀態觀測器的輸出矩陣；表示狀態觀測器的輸出；T_em表示控制器的輸出轉矩指令；k_pA表示控制器的比例系數；Ω_r表示轉速的控制目標值；

二階LADRC變槳控制模塊包括二階LADRC槳距控制器，其公式表示如公式(2)所示：

式中：表示二階LADRC槳距控制器中狀態觀測器的狀態變量，z_B1、z_B2、z_B3分別與Ω、f_B的觀測值相對應；Ω表示實際的轉速信號，表示轉速的微分，表示狀態變量的微分，f_B表示槳距控制環節的總擾動，表示狀態觀測器的狀態矩陣；表示狀態觀測器的控制矩陣，b_B0為給定的非零常數；表示狀態觀測器的觀測矩陣，w_Bo為二階LADRC槳距控制器的觀測帶寬；表示狀態觀測器的輸出矩陣；表示狀態觀測器的輸出；θ_r表示二階LADRC槳距控制器的輸出槳距角指令；k_pB表示二階LADRC槳距控制器的比例系數；k_dB表示二階LADRC槳距控制器的微分系數；Ω_N表示風電機組的額定轉速。