[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

本發明涉及一種風電機組振動控制方法及系統，所述方法包括如下步驟：構建包含塔架與風輪耦合模型、傳動系統耦合模型和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。本發明通過全反饋系數、頻率適應函數與變槳距角控制耦合，實現機組運行結構振動控制，使振動量達到最小的目的，保證風力發電機組安全穩定運行目的。

技術領域

本發明涉及風電機組控制技術領域，特別是涉及一種風電機組振動控制方法及系統。

背景技術

大型風力發電機組的結構振動一直是困擾機組正常運行難題，通常消除振動的方法是在機械結構設計上設法避開主激振頻率與結構的固有頻率發生諧振。然而，當機組的運行轉速發電時，葉片的3P、6P、9P頻率的激振時刻發生著，如果外界輸入擾動，與風電機組結構耦合振動，如風湍流和波浪等隨機擾動，耦合作用使風電機組的振動就會越來越嚴重，甚至無法開機運行。如何減少風電機組的振動量，保證風電機組安全穩定運行，成為一個亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種風電機組振動控制方法及系統，以減少風電機組的振動量，保證風電機組安全穩定運行。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種風電機組振動控制方法，所述方法包括如下步驟：

構建包含塔架與風輪耦合模型、傳動系統耦合模型和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。

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

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。

可選的，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；