[發明專利]一種槳距控制器的增量式PID動態調節控制方法

在審

• 申請號: 202111164051.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113848698A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 李中志;熊偉;邢興振;徐鍵;謝越;陳柳竹;馮波
• 申請（專利權）人: 重慶科凱前衛風電設備有限責任公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿

一種槳距控制器的增量式PID動態調節控制方法，步驟如下：1)設定啟用動態調節的轉速門限系數K_Gain，比例項的增益系數K_{P_Gain}，積分項的增益系數K_{I_Gain}，基礎的比例系數K_p，基礎的積分系數K_i，基礎的微分系數K_d＝0；2)根據發電機濾波轉速G_Filter和發電機參考轉速值G_Reference進行計算；3)根據調節系數計算比例項調節增益和積分項調節增益；4)以P_Gain與K_p的乘積P_GainK_p作為增量式PID的比例系數，以I_Gain與K_i的乘積I_GainK_i作為增量式PID的積分系數，并以Kd作為增量式PID的微分系數，由增量式PID控制得到調整量Δu_kTs；5)根據步驟4)的調整量Δu_kTs計算輸出變槳角度u_kTs；其能抑制風電機組在極端風況下出現發電機轉速超速，減少由于發電機超速停機導致的發電量損失。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，特別涉及一種槳距控制器的增量式PID動態調節控制方法。

背景技術

隨著低風速、低成本風電機組的開發，機組風輪的直徑不斷增加，風電機組的塔架在滿足設計要求的前提下也不斷的輕量化，因此需要對風輪加以有效控制以減低載荷。

目前，現有的槳距控制器中通常采用普通數字增量式PID控制算法，由于普通數字增量式PID控制算法中的比例系數Kp和積分系數Ki均為固定的常數，因此，加入微分系數Kd必然會引起系統的振蕩。在風電機組的實際運行環境中，尤其是極端風況下，風速風向在短時間內會發生很大變化，若槳距控制器單純依靠普通數字增量式PID控制算法，在誤差突變的時候很難在短時間有效調節槳距，從而會導致風力發電機超速停機，影響風電機組的發電量，而且，由于風電機組在極端風況下存在較大的偏航誤差角，因此，在停機過程中，還可能會出現輪轂和偏航不平衡而導致的極限載荷，容易導致風電機組的零部件損壞。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種槳距控制器的增量式PID動態調節控制方法，其能抑制風電機組在極端風況下出現發電機轉速超速，減少由于發電機超速停機導致的發電量損失。

本發明的技術方案是：一種槳距控制器的增量式PID動態調節控制方法，步驟如下：

1)設定參數值：根據風電機組的規格和風電機組所處風場的環境，設定啟用動態調節的轉速門限系數K_Gain，比例項的增益系數K_{P_Gain}，積分項的增益系數K_{I_Gain}，基礎的比例系數K_p，基礎的積分系數K_i，基礎的微分系數K_d＝0；

2)計算調節系數：根據傳感器采集的發電機濾波轉速G_Filter和發電機參考轉速值G_Reference進行計算，

U₂＝0

U₃＝G_Filter-(1+0.01×K_Gain)×G_Reference

式中，U₁表示啟用動態調節的調節系數，U₂表示不啟用動態調節的調節系數，U₃為U₁、U₂的選擇條件；

3)計算調節增益：根據步驟2)的調節系數計算比例項調節增益和積分項調節增益，