Disclosed is a negative damping system and method for a floating type wind turbine tower. The floating wind turbine tower negative damping suppression system includes a gain scheduling table, according to the blade pitch angle selection gain of the PI controller; PI controller, receiving cabin speed difference signals as input signals, and according to the gain scheduling table selection gain of the input signal for the PI control to output variable pitch angle compensation, which and according to the set in the wind turbine cabin acceleration sensor or speed sensor to measure the cabin cabin speed acceleration or the cabin speed difference signal, and the variable pitch wind turbine actuator by using the variable propeller pitch angle compensation to perform the operation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电机的控制策略,更具体地讲,涉及一种用于抑制浮动式风电机组在满发工况下由塔架运动产生的负阻尼作用的。
技术介绍
随着海上风电技术的发展以及近海风资源的日益开发,近海环境、渔业、海上交通等因素限制,逐步由近海风电开始扩展深海区域。深海风电技术需要采用浮动式基础平台作为支撑,并采用锚链设备、动力定位设备等对浮动平台进行定位、保持稳定。浮动式机组承载平台受到海洋环境波浪、海流等作用,影响机组整体性能,各部件载荷尤其是塔架底部载荷较陆地基础大。载荷增大的原因主要是基础平台的运动响应所产生的惯性力作用。由此,需要对整体结构重新设计,以满足浮动式机组在海洋恶劣的环境能够安全可靠地服役。目前,有两种方案可以解决塔架底部载荷增大的问题,一个是可以增加塔架刚度,但从经济上分析成本增加很多;另一个方法是改善平台的响应机制,降低基础平台的运动响应幅度。改善平台响应机制比较可行且成本较低的方法是提高平台的阻尼。变速变桨机组采用传统的控制策略,在额定风速以上即恒功率阶段,机组承受的轴向推力随着桨距角的增大而减小。由于基础运动,以及机组的控制特性,容易在额定风速以上运行区域产生负阻尼,直接导致整机发生谐振。因此,需要改善平台的阻尼值,其越大越好。浮动机组系统负阻尼的产生,会使得整个系统越来越不稳定,影响机组的发电性能;同时容易造成发电机过速、机舱加速度超限、浮体平台倾斜严重等问题。浮动式机组在强阵风作用下,变桨动作快速响应更容易造成塔架一阶固有频率和浮体平台纵倾频率振动加剧,从而使整机更不稳定。第200480040652.2号中国专利公开了一种风力发电装 ...
【技术保护点】
一种浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,包括:增益调度表,用于根据叶片桨距角选择PI控制器的增益;PI控制器,接收机舱速度差信号作为输入信号,并根据增益调度表选择的增益对输入信号进行PI控制,以输出变桨补偿角度,其中,根据设置在风电机组的机舱内部的加速度传感器或速度传感器测量的机舱加速度或机舱速度获得所述机舱速度差信号,并且风电机组的变桨执行机构通过使用所述变桨补偿角度来执行变桨操作。
【技术特征摘要】
1.一种浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,包括: 增益调度表,用于根据叶片桨距角选择PI控制器的增益; PI控制器,接收机舱速度差信号作为输入信号,并根据增益调度表选择的增益对输入信号进行PI控制,以输出变桨补偿角度, 其中,根据设置在风电机组的机舱内部的加速度传感器或速度传感器测量的机舱加速度或机舱速度获得所述机舱速度差信号,并且风电机组的变桨执行机构通过使用所述变桨补偿角度来执行变桨操作。2.根据权利要求1所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,变桨执行机构根据变桨位置需求与所述变桨补偿角度之和来执行变桨操作。3.根据权利要求2所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,风电机组的主控制器根据转速测量模块测量的电机转速信号计算变桨位置需求。4.根据权利要求3所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,风电机组的主控制器对测量的电机转速信号和电机转速信号设定值进行比较,并通过对比较结果执行PI控制来计算变桨位置需求。5.根据权利要求1所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,当叶片桨距角小于第一预定角度时,增益调度表将比例增益设置为第一增益,当叶片桨距角大于第二预定角度时,增益调度表将比例增益设置为第二增益,当叶片桨距角在第一预定角度和第二预定角度之间时,增益调度表将比例增益设置为随着叶片桨距角增大而从第一增益到第二增益线性减小, 其中,第一预定角度小于第二预定角度,第一增益大于第二增益。6.根据权利要求1所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,将速度传感器测量的当前机舱速度与延迟的机舱速度相减,从而获得所述机舱速度差信号, 其中,通过使用延迟器将当前机舱速度延迟一个风电机组的主控制器的执行步长获得所述延迟的机舱速度。7.根据权利要求1所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,使用带通滤波器对加速度传感器测量的加速度进行带通滤波,将滤波后的加速度与延迟的加速度相加,并乘以1/2风电机组的主控制器的执行步长,从而获得所述机舱速度差信号, 其中,通过使用延迟器将滤波后的加速度延迟一个风电机组的主控制器的执行步长获得所述延迟的加速度。8.根据权利要求7所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,所述带通滤波器包括并联连接的两个带通滤波单元,一个带通滤波单元的中心频率为浮动式风电机组塔架本征固有频率,另一个带通滤波单元的中心频率为浮动平台本征固有频率。9.根据权利要求8所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,所述两个带通滤波单元的传递函数如下所示: His) = K- ^-V(1 + CT)2, S~ + ^ ζCOjjS + OJn 其中,ζ是带通滤波单元的阻尼比,《?是塔架本征固有频率或浮动平台本征固有频率,K是带通滤波单元的增益,τ是时间常数。10.根据权利要求1所述的浮动式风电机组塔架负阻尼抑制系统,其中,通过使用Simulink建立系...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄国燕,李强,李健,张建海,
申请(专利权)人:新疆金风科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。