风力发电机组的变桨控制方法、装置、电子设备和介质制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种风力发电机组的变桨控制方法、装置、电子设备和介质。该方法包括：获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；根据所述角度差值和修正时间，得到变桨速度差值；根据原始给定变桨速度和所述变桨速度差值，确定新的给定变桨速度，并根据所述新的给定变桨速度进行风力发电机组的变桨控制。该方法可以防止变桨系统超调和产生桨距角跟随误差。

Variable-pitch control method, device, electronic equipment and medium for wind turbine

The embodiment of the application provides a pitch control method, a device, an electronic device and a medium for a wind turbine. The method includes: obtaining the angle difference between the given pitch position and the actual pitch position of the wind turbine; obtaining the pitch speed difference according to the angle difference and the correction time; determining the new given pitch speed according to the original given pitch speed and the pitch speed difference, and controlling the pitch of the wind turbine according to the new given pitch speed. \u3002 This method can prevent pitch angle tracking error and overshoot of pitch control system.

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的变桨控制方法、装置、电子设备和介质
本申请涉及风力发电
，具体而言，本专利技术涉及一种风力发电机组的变桨控制方法、装置、电子设备和介质。
技术介绍
随着风力发电机容量的大型化、变桨距控制、变速恒频先进风电技术是当前风力发电机主流的控制方式。发电机是风力发电机组中将风能转化为电能的重要装置，它不仅直接影响输出电能的质量和效率，也影响整个风电转换系统的性能和装置结构的复杂性。同时，风能是低密度能源，具有不稳定和随机性特点，控制技术是风力机安全高效运行的关键，因此研制适合于风电转换、运行可靠、效率高、控制且供电性能良好的发电机系统和先进的控制技术是风力发电推广应用的关键。风力发电机中，两项最核心的控制是转矩控制和桨距角控制；为了提高控制的精度，以及模型的简单化，目前最常用的是PID控制方式；其中，转矩控制的目的为：使风力发电机依据当前转速值，执行最合理的转矩值，以实现最大功率跟踪，如果转矩值超调或响应时间慢，会降低风力发电机的风能利用系数，降低风力发电机的发电量。桨距角控制的目的为：从空气动力学角度来考虑，当风速过高时，只有通过调整桨叶节距，改变气流对叶片攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，才能使功率输出保持稳定；根据贝茨理论，如果桨距角(也叫桨角)位置超调，会使风力发电机不能吸收最大风能，甚至造成风力发电机转速不稳定；如果桨距角调节响应时间太慢，会使风力发电机不能及时按控制命令执行变桨，也会使风力发电机不能吸收最大风能，甚至造成风力发电机转速过速；此外，风力发电机在顺桨过程中，如果位置超调，有可能会触发限位开关，或引起停机时叶片位置震荡，影响变桨电机的使用寿命；所以，桨角跟随误差(给定位置和实际位置的差值)也成为检验变桨系统跟随性能的重要指标。然而，在实际控制中，由于通信数据传输、系统响应快慢、加速时间、变桨电机松闸都需要一定的时间，即变桨系统桨距角的调节必然具有一定的滞后性，时间一般为500ms-1s，假如以3度的给定速度运行，那么桨距角的跟随误差很可能为1.5度；桨距角跟随误差的存在，会影响变桨系统和风力发电机的控制性能。PID(比例(proportion)、积分(integral)、导数(derivative))控制器作为最早实用化的控制器已有近百年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。PID控制中，最关键的对其比例、积分、微分的参数整定，三个参数的作用和特点分别为：1)比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的振荡。2)积分调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。加入积分调节可使系统稳定性下降，但动态响应会变慢。所以积分往往会引起系统超调；3)微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。综上，目前加快变桨系统影响速度，一般有两种方法：1)采样响应时间很快的继电器这种方法只能在一定程度上缩短系统响应时间，但PID控制本身的响应时间依然存在。一是系统必然有一定的加速时间，而加速过快，系统受到的载荷也会很大；此外，在变桨系统的控制中，为了防止变桨电机堵转，所以必须是先松闸，再发送速度命令，此过程的等待时间比松闸继电器的响应时间要大得多，所以这种方法不能从根本上解决问题。2)增大PID控制参数加大PID控制参数可以提高系统的相应性能，但由于PID参数不合适，对系统反而会有负面影响，例如比例系数过大会引起系统振荡，积分系数过大会引起系统超调。此外，此过程也不能有效解决松闸继电器的等待时间。
技术实现思路
本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，提供一种风力发电机组的变桨控制方法、装置、电子设备和介质，以解决变桨系统超调和产生桨距角跟随误差的技术缺陷。第一方面，本专利技术实施例提供一种风力发电机组的变桨控制方法，其包括：获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；根据所述角度差值和修正时间，得到变桨速度差值；根据原始给定变桨速度和所述变桨速度差值，确定新的给定变桨速度，并根据所述新的给定变桨速度进行风力发电机组的变桨控制。第二方面，本专利技术实施例提供另一种风力发电机组的变桨控制方法，其包括：接收给定变桨速度和给定变桨位置；检测实际变桨速度是否达到所述给定变桨速度；当所述实际变桨速度达到所述给定变桨速度时，检测所述给定变桨位置与实际变桨位置之间的角度差值；发送所述角度差值。第三方面，本专利技术实施例提供一种变桨控制装置，其包括：变桨角度差值获取模块，用于获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；变桨速度差值获取模块，用于根据所述角度差值和修正时间，得到变桨速度差值；给定变桨速度切换配置模块，用于根据原始给定变桨速度和所述变桨速度差值，确定新的给定变桨速度，并根据所述新的给定变桨速度进行风力发电机组的变桨控制。第四方面，本专利技术实施例提供一种变桨控制装置，其包括：接收模块，用于接收给定变桨速度和给定变桨位置；第一检测模块，用于检测实际变桨速度是否达到所述给定变桨速度；第二检测模块，用于当所述实际变桨速度达到所述给定变桨速度时，检测所述给定变桨位置与实际变桨位置之间的角度差值；发送模块，用于发送所述角度差值。第五方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，其包括：处理器；以及存储器，配置用于存储机器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器执行第一方面和/或第二方面所述的风力发电机组的变桨控制方法。第六方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面和/或第二方面所述的风力发电机组的变桨控制方法。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例利用PID控制的输出特性，对风力发电机的桨距角控制速度进行调节，从而加快风力发电机的桨角调节速度，减小变桨系统的跟随误差，提高风力发电机转速的稳定。本专利技术实施例可以有效处理系统响应时间慢、松闸时间慢、松闸等待时间长、系统加速时间长等各种响应滞后问题，从根本上减小系统的跟随误差，提高风力发电机的控制性能和运行性能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本申请实施例提供的一种风力发电机组的变桨控制方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的另一种风力发电机组的变桨控制方法的流程示意图；图3是PID控制过程中，超调时的实际位置和PID输出速度曲线示意图；图4是PID正常控制过程的实际位置和PID输出速度曲线示意图；图5是风力发电机正常运行、调桨时的曲线图；图6是风力发电机调桨时的发电机转速曲线401和PID运算输出的变桨速度曲线402示意图；图7是本专利技术实施例的风力发电机变桨调节控制方法、即风力发电机桨距角跟随误差补偿方法的控制流程图；图8是本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，包括：获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；根据所述角度差值和修正时间，得到变桨速度差值；根据原始给定变桨速度和所述变桨速度差值，确定新的给定变桨速度，并根据所述新的给定变桨速度进行风力发电机组的变桨控制。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，包括：获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；根据所述角度差值和修正时间，得到变桨速度差值；根据原始给定变桨速度和所述变桨速度差值，确定新的给定变桨速度，并根据所述新的给定变桨速度进行风力发电机组的变桨控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值，包括：判断所述风力发电机组是否处于变桨状态；当所述风力发电机组处于变桨状态时，从所述风力发电机组的变桨控制器获取给定变桨位置和实际变桨位置之间的角度差值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述角度差值和修正时间，得到变桨速度差值的步骤之前还包括：根据风力发电机组的多个历史实际转速和目标转速，以及，每一个历史实际转速回复到目标转速所需要的时间，统计得到平均转速回复变化率；根据所述平均转速回复变化率、当前的实际转速和目标转速，得到所述修正时间。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述新的给定变桨速度进行风力发电机组的变桨控制的步骤之后还包括：检测所述给定变桨位置和所述实际变桨位置的角度差值是否小于预设阈值；若所述角度差值小于预设阈值，则根据所述原始给定变桨速度进行所述风力发电机组的变桨控制。5.一种风力发电机组的变桨控制方法，其特征在于，包括：接收给定变桨速度和给定变桨位置；检测实际变桨速度是否达到所述给定变桨速度；当所述实际变桨速度达到所述给定变桨速度时，检测所述给定变桨位置与风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；发送所述角度差值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的检测实际变桨速度是否达到所述给定变桨速度，包括：检测给定变桨速度的方向；当所述给定变桨速度和实际变桨速度的差值小于预设的速度阈值，并且所述给定变桨速度没有改变方向时，确定实际变桨速度达到所述给定变桨速度。7.一种变桨控制装置，其特征在于，包括：变桨角度差值获取模块，用于获取给定变桨位置和风力发电机组的实际变桨位置之间的角度差值；变桨速度差值获取模块，用于根据所述角度差值和修正时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏素平，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11