一种风电机组变桨的控制方法及装置制造方法及图纸

本公开提供的风电机组变桨的控制方法、装置、存储介质中，构建风电机组控制模型，利用风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型，利用目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现风电机组最大风能捕获。由此可知，本申请利用目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，可以有效地控制机组的转速跟随风速的变化，保持不同风速下最佳叶尖速比和最大功率转化系数，使机组的输出功率在最优的区域，从而实现了最大风能捕获，同时降低了机组机械载荷。机组机械载荷。机组机械载荷。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组变桨的控制方法及装置


[0001]本申请涉及风力发电领域，尤其涉及一种风电机组变桨的控制方法、装置、存储介质。

技术介绍

[0002]随着风电技术的大力发展，风电各利益方对风电技术提出了更高要求，需要提升风电机组的整机控制。大型风电机组的各部件质量大、柔性程度高，机组承受载荷情况复杂，因此需要在实现最大风能捕获的同时保证机组运行安全。
[0003]但是，目前各风场安装运行的风机，主控系统控制策略的参数都是按照标准条件计算得出的，计算中使用的都是标准的空气密度、环境温度、海拔高度等，忽略了具体的风电场工况，使得参数变化规律造成风机超速故障频发，使得风电机组不能稳定运行。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种风电机组变桨的控制方法、装置、存储介质，用于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]本申请第一方面实施例提出一种风电机组变桨的控制方法，包括：
[0006]构建风电机组控制模型；
[0007]利用所述风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对所述风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型；
[0008]利用所述目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现所述风电机组最大风能捕获。
[0009]本申请第二方面实施例提出一种风电机组功率曲线建模装置，包括：
[0010]构建模块，用于构建风电机组控制模型；
[0011]修正模块，用于利用所述风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对所述风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型；
[0012]控制模块，用于利用所述目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现所述风电机组最大风能捕获。
[0013]本申请第三方面实施例提出的计算机存储介质，其中，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如上第一方面所述的方法。
[0014]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0015]本公开提供的风电机组变桨的控制方法、装置、存储介质中，构建风电机组控制模型，利用风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型，利用目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现风电机组最大风能捕获。由此可知，本申请利用目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，可以有效地控制机组的转速跟随风速的变
化，保持不同风速下最佳叶尖速比和最大功率转化系数，使机组的输出功率在最优的区域，从而实现了最大风能捕获，同时降低了机组机械载荷。
[0016]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0017]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1为根据本申请一种风电机组变桨的控制方法的流程示意图；
[0019]图2为根据本申请一种风电机组变桨的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0021]下面参考附图描述本申请实施例的风电机组变桨的控制方法及装置。
[0022]实施例一
[0023]图1为根据本申请一个实施例提供的风电机组变桨的控制方法的流程示意图，如图1所示，可以包括：
[0024]步骤101、构建风电机组控制模型。
[0025]其中，在本申请的一个实施例之中，上述风电机组控制模型可以结合具体地点的特殊气象条件进行动态随机建立，由2个部分叠加而成，即V(t)＝Vs (t)+Vt(t)；
[0026]其中，上述Vs(t)是低频部分(例如长期、低频变化)；Vt(t)是湍流部分(例如快速、高频变化)，低频部分的模型用威布尔分布来表示，高频部分是快速风速变化部分建立的模型，利用凯马模型中频谱精确的对湍流进行描述，再运用冯卡门模型整形滤波为一阶滤波湍流模型。
[0027]以及，在本申请的一个实施例之中，上述风电机组控制模型研究叶片安装角随着展向的变化规律，设计了工况下叶片不同截面来流攻角变化规律及绕流特性；紊流来流情况下叶片不同截面攻角及绕流特性；风速风向快速变化时叶片攻角及绕流特性；草原风与季风情况下机组叶片变桨控制策略。
[0028]进一步地，在本申请的一个实施例之中，上述风电机组控制模型修改了传统定点风速模型，固定点频谱修改为掠过风轮的风速频谱同时考虑不同截面的绕流，采用旋转采样滤波，充分将风转矩变化、固定点风速湍流影响考虑在模型中；同时风电机组控制模型也包括了当风速或桨距角突变时，产生的感应滞后子系统，有效减小风力波动对机组的整体控制难度，使得功率控制更加精准，以提升发电量。
[0029]此外，在本申请的一个实施例之中，风电机组控制模型以机组发电量最优为目标，采用滑模控制以得到最优的能量捕获，在转矩脉冲(控制输入)和优化跟踪之间进行平衡，实现一个多输入
‑
多输出的优化控制。
[0030]步骤102、利用风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对风电机组控制模型
的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型。
[0031]其中，在本申请的一个实施例之中，上述风电机组控制模型的整体动态特性依赖于风轮和发电机两条机械的特性曲线的相对位置，控制负荷特征曲线的斜率调整机组的响应时间；进一步控制发电机转速通过变速调节直接控制捕捉能量，实现风电机组与电网之间解耦；确定风电机组柔性传动链的弹性系统的刚性系数和阻尼系数得到三阶线性模型；综合上述不同部分模型来建立不同结构的线性化模型，得出线性化特征值，利用线性特征值，对风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型。
[0032]以及，在本申请的一个实施例之中，上述不同部分可以包括：空气动力部分、传动链部分、发电机变频器部分。
[0033]步骤103、利用目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID 控制策略对变桨进行动态控制，以实现风电机组最大风能捕获。
[0034]其中，在本申请的一个实施例之中，可以将2MW变速恒频双馈风电机组为研究对象，以研究空气动力学基础理论和风紊流模型为起点，分析风电机组不同风况下的工作特性，在切入风速与额定风速之间，将模糊滑模变结构控制技术应用于机组功率控制当中，利用目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，并结合经典PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现机组最大风能捕获。
[0035]具体的，在本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组变桨的控制方法，其特征在于，所述方法包括：构建风电机组控制模型；利用所述风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对所述风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型；利用所述目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现所述风电机组最大风能捕获。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，对所述风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型，包括：利用所述风电机组中不同部分的动态特性及耦合特性，建立所述风电机组不同部分的模型，综合不同部分的模型来建立不同结构的线性化模型，得到对应的线性特征值，利用所述线性特征值，对所述风电机组控制模型的参数进行修正，得到目标风电机组控制模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不同部分包括：空气动力部分、传动链部分、发电机变频器部分。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述目标风电机组控制模型建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对变桨进行动态控制，以实现所述风电机组最大风能捕获，包括：所述目标风电机组控制模型通过模糊滑模变结构的功率控制函数建立机组变桨控制函数，结合PID控制策略对桨距角进行动态控制，以实现所述风电机组最大风能捕获。5.一种风电机组变桨的控制装置，其特征在于，所述装置包括：构建模块，用于构建风电...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦冲，蔡安民，蔺雪峰，许扬，林伟荣，张俊杰，金强，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：