【技术实现步骤摘要】
一种基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法
本专利技术涉及风力发电机组变桨控制，尤其是涉及一种基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法，用于实现风电机组在复杂风况下变桨距控制。
技术介绍
目前，风力发电机组变桨控制多采用传统的PID控制器，通过有差调节的方法实现变桨控制目的，从而保持机组的输出功率稳定。但是由于风电机组具非线性程度强和转动惯量大的特点，同时风速变化具有较大的随机性，且机组的数学模型难以确定，PID算法对于复杂的风机变桨控制难以取得良好的效果。由于传统PI变桨控制的固有缺陷，在面对复杂的阵风及湍流风况时，风电机组极易出现“失控”的现象，比较典型的是超速、过功率故障频发，这些故障不仅降低了机组的可利用率，也会加重风机运行载荷，降低零部件使用寿命；另一方面，传统PI控制方法由于缺乏动态稳定性和抗干扰能力，导致风电机组在运行过程中遭受扰动较大，难以实现风能的高效利用，造成发电效率低下的问题。模糊控制无需精确的数学模型即可实现风力发电机组的稳定控制功能，可以高效地综合专家的经验知识，具有较好的动态...
【技术保护点】
1.一种基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法，其特征在于：基于风电机组功率偏差和转速偏差的耦合变桨控制技术，提出一种双参量功率控制器，将功率偏差、转速偏差及其变化率四个变量同时作为模糊推理的输入量，构建四输入一输出的模糊推理规则，推理得到PI变桨控制的模糊补偿值，将转速偏差及其变化率/变化趋势超前应用于恒功率控制阶段，使风电机组对因转速变化造成的功率波动作出提前感知和预判，进而控制变桨执行机构超前动作，以避免因变桨迟滞造成风电机组超发功率或者风能资源的浪费。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法，其特征在于：基于风电机组功率偏差和转速偏差的耦合变桨控制技术，提出一种双参量功率控制器，将功率偏差、转速偏差及其变化率四个变量同时作为模糊推理的输入量，构建四输入一输出的模糊推理规则，推理得到PI变桨控制的模糊补偿值，将转速偏差及其变化率/变化趋势超前应用于恒功率控制阶段，使风电机组对因转速变化造成的功率波动作出提前感知和预判，进而控制变桨执行机构超前动作，以避免因变桨迟滞造成风电机组超发功率或者风能资源的浪费。
2.根据权利要求1所述的基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法，其特征在于：综合考虑转速偏差和功率偏差对于风机变桨控制的叠加影响，采用多参量耦合的变桨控制技术，同时结合模糊控制技术，将四输入一输出的模糊推理矩阵，通过分层计算，转为两个两输入两输出的模糊矩阵，并通过线性叠加计算得到的变桨增益补偿值，进而得到最终的PI控制参数，进行风力发电机组变桨控制。
3.根据权利要求1或2所述的基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法，其特征在于：具体实现的步骤如下：
1)采集n时刻风电机组的发电机转速ω(n)和发电功率P(n)；
2)计算n时刻发电机转速与设定转速的偏差值Δω(n)和风电机组发电功率与额定功率的偏差值ΔP(n)，以及n时刻发电机转速偏差变化率dΔω(n)/dt和风电机组发电功率偏差变化率dΔP(n)/dt；
3)以n时刻风电机组发电功率与额定功率的偏差值ΔP(n)作为反馈信号，传递给PI控制器作为输入信号，通过PI调节得到初始变桨角度值β；PI控制参数依照风电机组设计值确定；
4)通过模糊控制器推理得到PI控制器的变桨补偿值β0，模糊控制器的输入为n时刻发电机转速与设定转速的偏差值Δω(n)及其变化率dΔω(n)/dt和风电机组发电功率与额定功率的偏差值ΔP(n)及其变化率dΔP(n)/dt共四个参量，输出为变桨补偿值β0；
将上述四输入一输出的模糊推理矩阵通过分层计算转为两个两输入二输出的模糊矩阵，分别计算对应的输出的变桨补偿值β1和β2；
5)进行模糊控制器的设计；
6)确定变桨动作值：将最终确定的变桨动作值为PI调节变桨值β与模糊控制补偿变桨值β1及β2之和，输出的结果经过限幅、限速、单位变换模块后，作为设定值传递给变桨控制器。
4.根据权利要求3所述的基于功率模糊控制的风力发电机组变桨控制方法，其特征在于：步骤5)中，模糊控制器的设计方法通过以下步骤实现：
5.1)确定模糊论域和模糊子集；依据风电机组的非线性特征，结合风机的运行数据，分别确定输入、输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洒，王大伟，蔡高原，李兵兵，魏庆海，李彬，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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