一种大功率风机变桨控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大功率风机变桨控制方法及系统，方法包括调节步骤、第一 次比较步骤和第二次比较步骤，系统包括至少三个调节器和至少两个比较器，其 中：所述的调节器包括第一、第二和第三调节器，分别对速度误差、角度误差 以及加速度误差进行调节；所述的比较器包括第一比较器和第二比较器，该第 一比较器的输入端与第一调节器和第二调节器的输出端相连，第二比较器的输 入端与所述第一比较器的输出端以及第三调节器的输出端相连，该第二比较器 的输出端为变桨执行结构的输入即桨距角给定。本发明专利技术不管是在低于额定风速 的情况下，还是在高于额定风速的情况下，均执行变桨控制，它具有调节精度 高、响应快的优点，并且提高了系统的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大功率风机变桨控制方法及系统。
技术介绍
目前的变桨控制，普遍将双馈机组变桨控制的结果作为变桨控制的方 法，即风机在高于额定风速的情况下执行变桨控制，随着风速增大而增大 桨距角；在低于额定风速的情况下，风机不执行变桨控制。无法实现在整 个风速段均执行变桨控制，对系统的稳定性和可靠性造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种大功率风机变桨 控制方法及系统，它具有调节精度高、响应快的优点，并且提高了系统 的稳定性和可靠性。实现上述目的的技术方案是本专利技术之一的一种大功率风机变桨控制方法，它包括以下步骤步骤Sl，调节步骤，包括分别调节速度误差、角度误差以及加速 度误差，其中，所述的速度误差为目标转速和实际转速的差，目标转速 为额定风速下电机转子的转速，所述的角度误差为目标桨距角和实际桨 距角的差，目标桨距角为包括零度的桨距角度，所述的加速度误差为目 标转速加速度和实际转速加速度的差；步骤S2，第一次比较步骤，即将步骤S1中速度误差和角度误差经 过调节后的值进行比较，取两者间较小的值作为输出；步骤S3，第二次比较步骤，即将步骤S2中经比较后输出较小的值 与步骤S1中加速度误差经过调节后的值进行比较，取两者间较大的值作为输出，该输出为变桨执行结构的输入即桨距角给定。上述的大功率风机变桨控制方法，其中，所述的步骤S1中的调解速度误差和调节角度误差均采用PID (比例积分微分)调节。上述的大功率风机变桨控制方法，其中，所述的步骤S1中的调解加速度误差采用P (比例)调节。本专利技术之二的一种大功率风机变桨控制系统，用于在整个风速段内都执行变桨控制，它与变桨执行机构相连，其中，包括至少三个调节 器和至少两个比较器，其中所述的调节器包括第一、第二和第三调节器，分别对速度误差、角度误差以及加速度误差进行调节，其中，所述的速度误差为目标转速和实际转速的差，目标转速为额定风速下电机转子的转速，所述的角度误差为目标桨距角和实际桨距角的差，目标桨距角为包括零度的桨距角度，所述的加速度误差为目标转速加速度和实际转速加速度的差；所述的比较器包括第一比较器和第二比较器，该第一比较器的输 入端与第一调节器和第二调节器的输出端相连，第二比较器的输入端与所述第一比较器的输出端以及第三调节器的输出端相连，该第二比较器 的输出端为变桨执行结构的输入即桨距角给定。上述的大功率风机变桨控制系统，其中，所述的第一比较器输出 两个输入值中较小的值，所述的第二比较器输出两个输入值中较大的 值。上述的大功率风机变桨控制系统，其中，所述的第一调节器和第二调节器均采用PID调节，所述的第三调节器采用P调节。本专利技术的有益效果是本专利技术通过调解器、比较器分别对输入的速 度误差、角度误差以及加速度误差进行运算，来控制桨距角给定，能够 在不管是在低于额定风速的情况下，还是在高于额定风速的情况下，均 执行变桨控制，在高于额定风速的情况下执行变桨控制，随着风速增大 而桨距角增大；在低于额定风速的情况下，风机的桨距角趋近于零。提 高了系统的稳定性和可靠性，大大提高了系统的精度。附图说明图1是本专利技术之一的一种大功率风机变桨控制方法的流程图2是本专利技术之二的一种大功率风机变桨控制系统的结构示意图。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。请参阅图1，图中示出了本专利技术之一的一种大功率风机变桨控制方 法，它包括以下步骤步骤Sl,调节步骤，包括分别调节速度误差Sll、角度误差S12 以及加速度误差S13，其中，速度误差为目标转速和实际转速的差，目 标转速为额定风速下电机转子的转速，角度误差为目标桨距角和实际桨 距角的差，目标桨距角为包括零度的桨距角度，加速度误差为目标转速 加速度和实际转速加速度的差，调解速度误差和调节角度误差均采用 PID(比例积分微分)调节，步骤S1中的调解加速度误差采用P(比例) 调节；步骤S2，第一次比较步骤，即将步骤S1中速度误差和角度误差经 过调节后的值进行比较，取两者间较小的值作为输出；步骤S3，第二次比较步骤，即将步骤S2中经比较后输出较小的值 与步骤S1中加速度误差经过调节后的值进行比较，取两者间较大的值 作为输出，该输出为变桨执行结构的输入即桨距角给定。请参阅图2，图中示出了本专利技术之二的一种大功率风机变桨控制系 统，用于在整个风速段内都执行变桨控制，它与变桨执行机构相连，包 括至少三个调节器和至少两个比较器，调节器调节的参数可以是风机系 统的任何参数，其中调节器包括第一、第二和第三调节器1、 2、 3，分别对速度误差、 角度误差以及加速度误差进行调节，其中，速度误差为目标转速和实际 转速的差，目标转速为额定风速下电机转子的转速，角度误差为目标桨 距角和实际桨距角的差，目标桨距角为包括零度的桨距角度，加速度误 差为目标转速加速度和实际转速加速度的差，本实施例中，第一调节器1和第二调节器2均采用PID调节，第三调节器3釆用P调节。比较器包括第一比较器4和第二比较器5，该第一比较器4的输入 端与第一调节器i和第二调节器2的输出端相连，第二比较器5的输入 端与第一比较器4的输出端以及第三调节器3的输出端相连，该第二比 较器5的输出端为变桨执行结构(图中未示出)的输入即桨距角给定， 本实施例中，第一比较器4输出两个输入值中较小的值，第二比较器5 输出两个输入值中较大的值。本实施例中的目标转速可以是指额定风速下电机转子的转速，轮 毂转速以及其他可以转化成电机转子的转速的速度参数的一种或者是 他们的集合。以上结合附图实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域中普通技术 人员可根据上述说明对本专利技术做出种种变化例。因而，实施例中的某些 细节不应构成对本专利技术的限定，本专利技术将以所附权利要求书界定的范围 作为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率风机变桨控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：　步骤Ｓ１，调节步骤，包括分别调节速度误差、角度误差以及加速度误差，其中，所述的速度误差为目标转速和实际转速的差，目标转速为额定风速下电机转子的转速，所述的角度误差为目标桨距角和实际桨距角的差，目标桨距角为包括零度的桨距角度，所述的加速度误差为目标转速加速度和实际转速加速度的差；　步骤Ｓ２，第一次比较步骤，即将步骤Ｓ１中速度误差和角度误差经过调节后的值进行比较，取两者间较小的值作为输出；　步骤Ｓ３，第二次比较步骤，即将步骤Ｓ２中经比较后输出较小的值与步骤Ｓ１中加速度误差经过调节后的值进行比较，取两者间较大的值作为输出，该输出为变桨执行结构的输入即桨距角给定。

【技术特征摘要】
1.一种大功率风机变桨控制方法，其特征在于，它包括以下步骤步骤S1，调节步骤，包括分别调节速度误差、角度误差以及加速度误差，其中，所述的速度误差为目标转速和实际转速的差，目标转速为额定风速下电机转子的转速，所述的角度误差为目标桨距角和实际桨距角的差，目标桨距角为包括零度的桨距角度，所述的加速度误差为目标转速加速度和实际转速加速度的差；步骤S2，第一次比较步骤，即将步骤S1中速度误差和角度误差经过调节后的值进行比较，取两者间较小的值作为输出；步骤S3，第二次比较步骤，即将步骤S2中经比较后输出较小的值与步骤S1中加速度误差经过调节后的值进行比较，取两者间较大的值作为输出，该输出为变桨执行结构的输入即桨距角给定。2. 根据权利要求1所述的大功率风机变桨控制方法，其特征在于，所述 的步骤Sl中的调解速度误差和调节角度误差均采用PID调节。3. 根据权利要求1或2所述的大功率风机变桨控制方法，其特征在于， 所述的步骤Sl中的调解加速度误差采用P调节。4. 一种大功率风机变桨控制系统，用于在整个风速段内都执...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪，张延迟，施锦锦，李成鸿，
申请(专利权)人：张琪，张延迟，施锦锦，李成鸿，
类型：发明
国别省市：31