【技术实现步骤摘要】
一种风电机组变桨控制方法、装置、设备及介质
[0001]本专利技术涉及风电机组的独立变桨控制
，具体涉及一种对于变桨执行器故障的风电机组变桨控制方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]近些年，随着风电站普及度的逐年攀升，有效缓解了我国能源紧张的问题。一方面，在近海区域运行的大型风电机组相较于陆地上的风电机组承受了更高的结构载荷和机械载荷，现有技术采用转子转速控制和集体变桨控制的方法缓解这一问题，但这些技术对由于转子偏航误差、转轴倾斜、风切变和风流中的湍流等因素产生的疲劳载荷控制效果有限，调查结果显示，独立变桨控制针对以上问题的解决显示出良好的潜力；另一方面，风轮机的传感器和执行器容易出现故障，变桨执行器的故障会影响转子转速的跟踪，导致结构载荷恶化，最终降低风电机组的稳定性和性能。因此，如何缓解风电机组的疲劳负荷及延长机组寿命成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题为如何缓解风电机组的疲劳负荷及延长机组寿命，因此，本专利技术提供一种风电机组变桨控制方法、装置、设备及介质，通过计算传感器在每个叶片无故障时和有故障时的测量信号之间的根均方误差值，对控制各叶片的变桨执行器进行故障检测和隔离，以在变桨执行器出现故障的情况下单独调整对应叶片的浆距角，不影响无故障运行下变桨执行器的标称性能，并使用二阶线性自抗扰控制算法对变桨执行器存在故障的风电机组进行独立变桨控制，以减轻不对称风载荷和疲劳负荷对风力发电机寿命的影响，缓解风电机组的疲劳负荷并延长机组寿命。>[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种风电机组变桨控制方法，包括：
[0006]计算叶片的残差信号，并基于所述叶片的残差信号获取对应变桨执行器的故障检测信号；
[0007]获取集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值，并基于所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值生成独立变桨控制信号；
[0008]获取集体变桨控制信号；
[0009]基于所述集体变桨控制信号、所述独立变桨控制信号和所述故障检测信号完成信号修正，得到目标变桨控制信号；
[0010]将所述变桨控制信号输出至叶片变桨伺服系统，以控制所述叶片变桨伺服系统运行。
[0011]进一步地，所述基于所述叶片的残差信号获取对应变桨执行器的故障检测信号，包括：
[0012]将残差信号的值与预设残差阈值进行比较；
[0013]当残差信号的值小于等于预设残差阈值，或者，残差信号的值大于预设残差阈值且大于预设残差阈值的残差信号对应的采样时间小于预设连续采样时间，则表示无故障，输出为0的故障检测信号；
[0014]当大于预设残差阈值的残差信号对应的采样时间不小于预设连续采样时间，则表示出现故障，将残差信号作为故障检测信号并输出。
[0015]进一步地，所述计算叶片的残差信号，包括：
[0016]获取目标传感器对叶片测量的桨距角测量值，并获取变桨估计器估计的叶片的桨距角估计值；
[0017]基于所述桨距角测量值和所述桨距角估计值的差值，得到残差值信号。
[0018]进一步地，所述风电机组变桨控制方法还包括：
[0019]获取各传感器在每个叶片无故障时测量的信号作为无故障测量信号，在每个叶片有故障时测量的信号作为有故障测量信号；
[0020]计算所述无故障测量信号和所述有故障测量信号的根均方误差值，并将计算得到的根均方误差值作为各传感器对各变桨执行器的故障敏感度；
[0021]选取故障敏感度最高的传感器作为目标传感器。
[0022]进一步地，所述基于所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值生成独立变桨控制信号，包括：
[0023]根据转子方位角对每个叶片的旋转叶片根部弯矩进行Coleman变换处理，得到静止平面内的集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值；
[0024]通过二阶线性自抗扰控制算法对所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值别进行处理，得到倾斜控制信号和偏航控制信号；
[0025]对所述倾斜控制信号和所述偏航控制信号进行反向Coleman变换，得到独立变桨控制信号。
[0026]进一步地，所述基于所述集体变桨控制信号、所述独立变桨控制信号和所述故障检测信号完成信号修正，得到目标变桨控制信号，具体为：
[0027][0028]式中，表示第i个变桨执行器对应的目标变桨控制信号，β
CPC
表示集体变桨控制信号，表示第i个变桨执行器对应的独立变桨控制信号，表示第i个变桨执行器对应的故障检测信号。
[0029]一种风电机组变桨控制系统，包括故障检测诊断模块、独立变桨控制模块、集体变桨控制模块、信号修正模块和信号控制模块；
[0030]所述故障检测诊断模块，用于计算叶片的残差信号，并基于所述叶片的残差信号获取对应变桨执行器的故障检测信号；
[0031]所述独立变桨控制模块，用于获取集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值，并基于所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值生成独立变桨控制信号；
[0032]所述集体变桨控制模块，用于获取集体变桨控制信号；
[0033]所述信号修正模块，用于基于所述集体变桨控制信号、所述独立变桨控制信号和所述故障检测信号完成信号修正，得到目标变桨控制信号；
[0034]所述信号控制模块，用于将所述变桨控制信号输出至叶片变桨伺服系统，以控制所述叶片变桨伺服系统运行。
[0035]进一步地，所述独立变桨控制模块，包括：
[0036]Coleman变换子模块，用于根据转子方位角对每个叶片的旋转叶片根部弯矩进行Coleman变换处理，得到静止平面内的集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值；
[0037]倾斜和偏航载荷控制子模块，用于通过二阶线性自抗扰控制算法对所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值进行处理，得到倾斜控制信号和偏航控制信号；
[0038]反向Coleman变换模块，用于对所述倾斜控制信号和所述偏航控制信号进行反向Coleman变换，得到独立变桨控制信号
[0039]一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述风电机组变桨控制方法。
[0040]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述风电机组变桨控制方法。
[0041]本专利技术提供的一种风电机组变桨控制方法、装置、设备及介质，通过计算叶片的残差信号，并基于叶片的残差信号获取对应变桨执行器的故障检测信号；然后使用二阶线性自抗扰控制算法，并结合集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值生成独立变桨控制信号；最后基于集体变桨控制信号、独立变桨控制信号和故障检测信号完成信号修正，得到目标变桨控制信号，控制叶片变桨伺服系统运行，以实现对带有执行器故障的风电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，包括：计算叶片的残差信号，并基于所述叶片的残差信号获取对应变桨执行器的故障检测信号；获取集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值，并基于所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值生成独立变桨控制信号；获取集体变桨控制信号；基于所述集体变桨控制信号、所述独立变桨控制信号和所述故障检测信号完成信号修正，得到目标变桨控制信号；将所述变桨控制信号输出至叶片变桨伺服系统，以控制所述叶片变桨伺服系统运行。2.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，所述基于所述叶片的残差信号获取对应变桨执行器的故障检测信号，包括：将残差信号的值与预设残差阈值进行比较；当残差信号的值小于等于预设残差阈值，或者，残差信号的值大于预设残差阈值且大于预设残差阈值的残差信号对应的采样时间小于预设连续采样时间，则表示无故障，输出为0的故障检测信号；当大于预设残差阈值的残差信号对应的采样时间不小于预设连续采样时间，则表示出现故障，将残差信号作为故障检测信号并输出。3.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，所述计算叶片的残差信号，包括：获取目标传感器对叶片测量的桨距角测量值，并获取变桨估计器估计的叶片的桨距角估计值；基于所述桨距角测量值和所述桨距角估计值的差值，得到残差值信号。4.根据权利要求3所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，所述风电机组变桨控制方法还包括：获取各传感器在每个叶片无故障时测量的信号作为无故障测量信号，在每个叶片有故障时测量的信号作为有故障测量信号；计算所述无故障测量信号和所述有故障测量信号的根均方误差值，并将计算得到的根均方误差值作为各传感器对各变桨执行器的故障敏感度；选取故障敏感度最高的传感器作为目标传感器。5.根据权利要求1所述的一种风电机组变桨控制方法，其特征在于，所述基于所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值生成独立变桨控制信号，包括：根据转子方位角对每个叶片的旋转叶片根部弯矩进行Coleman变换处理，得到静止平面内的集体倾斜力矩测量值和集体偏航力矩测量值；通过二阶线性自抗扰控制算法对所述集体倾斜力矩测量值和所述集体偏航力矩测量值进行处理，得到倾斜控制信号和偏航控制信号；对所述倾斜控制信号和所述偏航控制信号进行反向Col...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔源，王雅宾，黄晓明，王晓宁，高岳，王传鑫，刘鹏飞，李涛，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司井冈山电厂，
类型：发明
国别省市：
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