[發明專利]一種風電機組振動控制方法及系統

在審

• 申請號: 202210126902.4
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114542374A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 鄧英;唐世澤;劉鑫;呂曉靜;劉永前;田德
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

1.一種風電機組振動控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

構建包含塔架與風輪耦合模型、傳動系統耦合模型、頻率適應性函數和全反饋控制系數的傳遞函數；

基于所述傳遞函數對風電機組進行振動控制。

2.根據權利要求1所述的風電機組振動控制方法，其特征在于，所述構建包含塔架與風輪耦合模型、傳動系統耦合模型、頻率適應性函數和全反饋控制系數的傳遞函數，具體包括：

構建包含塔架與風輪耦合模型、傳動系統耦合模型、頻率適應性函數和全反饋控制系數的傳遞函數為：

G(s)＝[W₁(s)S₁(s) W₂(s)S₂(s)]；

其中，W₁(s)和W₂(s)分別表示風速信號對應的頻率自適應函數和轉矩信號對應的頻率自適應函數；

K₁和K₂分別表示全反饋控制系數中的兩個系數，ζ₁和ζ₂表示兩個阻尼系數，ω₁和ω₂分別表示風速擾動信號和轉矩擾動信號，ω_1n表示從風速擾動信號中提取的頻率信號，ω_2n表示從轉矩擾動信號中提取的頻率信號，s表示狀態變量；

S₁(s)和S₂(s)分別表示第一子傳遞函數和第二子傳遞函數；

P₁(s)和P₂(s)分別表示塔架與風輪耦合模型和傳動系統耦合模型，K(s)表示全反饋控制系數；

求解公式||G(s)||_∞＜1，獲得傳遞函數中的全反饋控制系數。

3.根據權利要求1所述的風電機組振動控制方法，其特征在于，基于所述傳遞函數對風電機組進行振動控制，具體包括：

將第一槳距角偏差經全反饋系數進行放大，獲得放大后的第一槳距角偏差；所述第一槳距角偏差為目標機艙縱向加速度對應的槳距角與實際機艙振動的加速度對應的槳距角相減得到的槳距角偏差；

將放大后的第一槳距角偏差輸入到風輪與塔架耦合模型，得到機艙縱向加速度對應的槳距角變化量；

將風速擾動輸入風速信號對應的頻率適應函數，獲得風速擾度產生的槳距角變化量；

將機艙縱向加速度對應的槳距角變化量與風速擾動產生的槳距角變化量相加得到第一槳距角控制量；

將第二槳距角偏差輸入傳動系統耦合模型，得到機艙橫向振動對應的槳距角變化量；所述第二槳距角偏差為風輪轉速目標槳距角與實際轉速乘以時間獲得的槳距角相減得到的槳距角偏差；

將轉矩擾動輸入風速信號對應的頻率適應函數，獲得轉矩擾度產生的槳距角變化量；

將機艙橫向振動對應的槳距角變化量和轉矩擾度產生的槳距角變化量相加，獲得第二槳距角控制量；

將所述第一槳距角控制量與所述第二槳距角控制量相加，獲得槳距角控制量的和；

將槳距角控制量的和作用在變槳距機構上，進行機艙振動的控制。

4.根據權利要求3所述的風電機組振動控制方法，其特征在于，所述風速擾動通過對風速信號進行頻率提取的方式獲得。

5.根據權利要求3所述的風電機組振動控制方法，其特征在于，所述轉矩擾動通過對轉矩信號進行頻率提取的方式獲得。

6.一種風電機組振動控制系統，其特征在于，所述控制系統包括：全反饋系數放大器、風輪與塔架耦合模型、風速信號對應的頻率適應函數、轉矩信號對應的頻率適應函數和傳動系統耦合模型；

全反饋系數放大器的輸出端與風輪與塔架耦合模型的輸入端連接；

風速信號對應的頻率適應函數的輸出端和風輪與塔架耦合模型的輸出端連接，得到第一連接點；

傳動系統耦合模型的輸出端與轉矩信號對應的頻率適應函數的輸出端連接，獲得第二連接點；

所述第一連接點和所述第二連接點連接，獲得控制點。