本公开提供一种风电机组变桨双控制器的控制方法及装置，方法包括：确定风电机组的风况状态；基于预设的切换算法和风况状态，得到变桨距控制的最终桨距控制指令；若风电机组的风况状态为正常湍流风况，则采用预设的变增益PI变桨控制器的输出信号作为最终桨距控制指令；若为阵风风况，则采用预设的模糊PI变桨控制器的输出信号作为最终桨距控制指令；若介于正常湍流风况和阵风风况之间，则采用变增益PI变桨控制器和模糊PI变桨控制器的共同输出信号作为最终桨距控制指令。可以不增加成本的情况下优化已有风机的控制性能，此外，对风机本身可以使风机适应以山地风场为代表的高湍流度风场，避免风机振动超速等停机。避免风机振动超速等停机。避免风机振动超速等停机。
【技术实现步骤摘要】
风电机组变桨双控制器的控制方法及装置
[0001]本公开属于风电机组智能控制
，具体涉及一种风电机组变桨双控制器的控制方法及装置。
技术介绍
[0002]目前，碳达峰及碳中和目标已成为国家承诺，发展清洁能源和可再生能源是解决能源安全和生态环境问题的必然之举，是达到碳减排目标的必经过程。风电由于技术的相对成熟性和成本的相对优势，得到我国和世界各国的大力发展。随着风电渗透率的持续提升、风电机组单机容量的不断上升以及风电系统结构的日益复杂，风电各利益方亦对风电技术提出了更高要求，因此开发出提升风电机组性能的整机控制关键技术意义重大。风电平价上网的趋势，对风电机组的度电成本提出更高要求，提高已投产机组发电量是降低度电成本的重要手段。
[0003]大型风电机组各部件质量大、柔性程度高，机组承受载荷情况复杂，因此需要优化控制机组载荷，保证机组运行安全。在正常湍流风况下，变桨距控制的PI参数应该随着桨距角的增大而减小，可以改善变桨控制动态性能，减小频繁变桨带来的疲劳载荷以及功率波动。但是，目前山地风电场开发市场火爆，山地风场特征是湍流强度大，局部上升阵风频繁，目前控制策略在遭遇上升的阵风风况时，参数变化规律造成风机超速故障频发，导致桨叶和塔架出现尖峰载荷，机组振动故障也随之居高不下，机组安全问题成为技术攻关的紧迫任务。
技术实现思路
[0004]本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风电机组变桨双控制器的控制方法及装置。
[0005]本公开的一方面，提供一种风电机组变桨双控制器的控制方法，所述方法包括：
[0006]确定所述风电机组的风况状态；
[0007]基于预设的切换算法和所述风况状态，得到变桨距控制的最终桨距控制指令；其中，
[0008]若所述风电机组的风况状态为正常湍流风况，则采用预设的变增益PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；
[0009]若所述风电机组的风况状态为阵风风况，则采用预设的模糊PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；
[0010]若所述风电机组的风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间，则采用变增益PI变桨控制器和模糊PI变桨控制器的共同输出信号作为所述最终桨距控制指令。
[0011]在一些实施方式中，所述确定所述风电机组的风况状态，包括：
[0012]根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态。
[0013]在一些实施方式中，所述根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态，包括：
[0014]根据风电机组变桨气动调节性能设定风况切换阀值p1和p2，其中p2＞p1；
[0015]根据所述转速误差信号和所述转速变化率信号的乘积与切换阈值的关系判断风况的信号；其中，
[0016]在输入信号乘积绝对值小于等于p1时，判断风况状态为正常湍流风况；
[0017]在输入信号乘积绝对值大于p2时，判断风况状态为阵风风况时，判断风况状态为阵风风况；
[0018]在输入信号乘积绝对值在p1和p2之间时，判断风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间。
[0019]在一些实施方式中，所述切换算法的构建过程如下：
[0020]确定所述变增益PI变桨控制器和所述模糊PI变桨控制器的各切换点；
[0021]根据各所述切换点，构造所述切换算法的切换关系式。
[0022]在一些实施方式中，所述根据各所述切换点，构造所述切换算法的切换关系式，包括：
[0023]在各所述切换点上用两点三次Hermite插值公式，构造关系式如下：
[0024]β0＝α(p)β2+(1
‑
α(p))β1[0025][0026]其中：β0为双控制器最终输出的变桨角度需求指令；β2为模糊PI变桨控制器的变桨角度需求输出值；β1为变增益PI变桨控制器变桨角度需求输出值；p为风况状态评估变量，p＝e
×
de/dt,p2＞p1＞0，p1为正常湍流风况和切换风况的分界点阀值；p2为切换风况和阵风风况的分界点阀值。
[0027]本公开的另一方面，提供一种风电机组变桨双控制器的控制装置，所述装置包括：
[0028]判断模块，用于确定所述风电机组的风况状态；
[0029]计算模块，用于基于预设的切换算法和所述风况状态，得到变桨距控制的最终桨距控制指令；其中，
[0030]若所述风电机组的风况状态为正常湍流风况，则采用预设的变增益PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；
[0031]若所述风电机组的风况状态为阵风风况，则采用预设的模糊PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；
[0032]若所述风电机组的风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间，则采用变增益PI变桨控制器和模糊PI变桨控制器的共同输出信号作为所述最终桨距控制指令。
[0033]在一些实施方式中，所述判断模块，具体还用于：
[0034]根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态。
[0035]在一些实施方式中，所述判断模块，具体还用于：
[0036]根据风电机组变桨气动调节性能设定风况切换阀值p1和p2，其中p2＞p1；
[0037]根据所述转速误差信号和所述转速变化率信号的乘积与切换阈值的关系判断风况的信号；其中，
[0038]在输入信号乘积绝对值小于等于p1时，判断风况状态为正常湍流风况；
[0039]在输入信号乘积绝对值大于p2时，判断风况状态为阵风风况时，判断风况状态为阵风风况；
[0040]在输入信号乘积绝对值在p1和p2之间时，判断风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间。
[0041]在一些实施方式中，所述计算模块，具体还用于：
[0042]确定所述变增益PI变桨控制器和所述模糊PI变桨控制器的各切换点；
[0043]根据各所述切换点，构造所述切换算法的切换关系式。
[0044]在一些实施方式中，所述计算模块，具体还用于：
[0045]在各所述切换点上用两点三次Hermite插值公式，构造关系式如下：
[0046]β0＝α(p)β2+(1
‑
α(p))β1[0047][0048]其中：β0为双控制器最终输出的变桨角度需求指令；β2为模糊PI变桨控制器的变桨角度需求输出值；β1为变增益PI变桨控制器变桨角度需求输出值；p为风况状态评估变量，p＝e
×
de/dt,p2＞p1＞0，p1为正常湍流风况和切换风况的分界点阀值；p2为切换风况和阵风风况的分界点阀值。
[0049]本公开的风电机组变桨双控制器的控制方法及装置，不增加硬件设备，是风电机组控制算法的优化开发，在风电平价上网的大背景下，可以不增加成本的情况下优化已有风机的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电机组变桨双控制器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定所述风电机组的风况状态；基于预设的切换算法和所述风况状态，得到变桨距控制的最终桨距控制指令；其中，若所述风电机组的风况状态为正常湍流风况，则采用预设的变增益PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；若所述风电机组的风况状态为阵风风况，则采用预设的模糊PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；若所述风电机组的风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间，则采用变增益PI变桨控制器和模糊PI变桨控制器的共同输出信号作为所述最终桨距控制指令。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述风电机组的风况状态，包括：根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态，包括：根据风电机组变桨气动调节性能设定风况切换阀值p1和p2，其中p2＞p1；根据所述转速误差信号和所述转速变化率信号的乘积与切换阈值的关系判断风况的信号；其中，在输入信号乘积绝对值小于等于p1时，判断风况状态为正常湍流风况；在输入信号乘积绝对值大于p2时，判断风况状态为阵风风况时，判断风况状态为阵风风况；在输入信号乘积绝对值在p1和p2之间时，判断风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述切换算法的构建过程如下：确定所述变增益PI变桨控制器和所述模糊PI变桨控制器的各切换点；根据各所述切换点，构造所述切换算法的切换关系式。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各所述切换点，构造所述切换算法的切换关系式，包括：在各所述切换点上用两点三次Hermite插值公式，构造关系式如下：β0＝α(p)β2+(1
‑
α(p))β1其中：β0为双控制器最终输出的变桨角度需求指令；β2为模糊PI变桨控制器的变桨角度需求输出值；β1为变增益PI变桨控制器变桨角度需求输出值；p为风况状态评估变量，p＝e
×
de/dt,p2＞p1＞0，p1为正常湍流风况和切换风况的分界点阀值；p2为...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚孝国，岳红轩，杨政厚，周峰，刘扬，陈卓，王真涛，张琪，
申请(专利权)人：北京华能新锐控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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