[发明专利]一种风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法

权利要求书

1.一种风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，主要包括：

对PID控制环节进行测试；

对PID调节响应特性进行测试；

基于PID控制环节的测试结果和PID调节响应特性的测试结果，进行具体试验。

2.根据权利要求1所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，所述对PID控制环节进行测试的操作，具体包括：

⑴对转矩控制的PID进行测试，即：风机转矩控制环节负责对风电机组有功功率进行控制，环节的输入量为转速偏差，主控制环节为比例与积分的PI控制器的和，PI输出经过一个最大、最小转矩的限幅环节，最终输出量为有功电流给定Id，该输出量给至主变频器，进行有功控制；

⑵对无功控制的PID进行测试，即：风机无功控制环节负责对风电机组的无功功率进行控制，无功功率指令通过一个开环控制逻辑输入给整机模型，该开环逻辑主要是根据当时输出的有功功率和无功功率值进行一定无功的补偿；

⑶对桨矩角控制的PID进行测试，即：风机桨矩角控制环节，负责对风电机组的桨矩角进行控制。

3.根据权利要求2所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，在步骤⑶中，所述对风电机组的浆距角进行控制的控制逻辑，为双PI控制逻辑，具体包括：1）转速通道PI控制，2）有功通道PI控制。

4.根据权利要求1所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，所述对PID调节响应特性进行测试的操作，具体包括：

⑴利用时域测试法，进行PID调节响应特性测试；

⑵利用频域测试法，进行PID调节响应特性测试。

5.根据权利要求4所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，所述利用时域测试法，进行PID调节响应特性测试的操作，具体包括：

步骤1：选取风电机组控制系统中的一个环节，进行分环节时域测量； 

步骤2：改变所测量环节PID之前的输入信号，进行阶跃试验，录取其输出信号，辨识PID各环节参数；

步骤3：改变PID环节参数，可采取不同的参数组合方式，重复步骤2的内容。

6.根据权利要求5所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，在步骤1中，所述风电机组控制系统的控制环节，包括功率控制环节、电压或无功控制环节、以及变桨控制环节。

7.根据权利要求4所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，所述利用频域测试法，进行PID调节响应特性测试的操作，具体包括：

步骤1：选取风电机组控制系统中的一个环节，进行分环节频域测量； 

步骤2：将白噪声信号加入到PID输入之前，PID输出反馈到频谱仪，逐步加大噪声信号，进行频域测量，记录幅频、相频特性；

步骤3：改变PID环节参数，采取不同的参数组合方式，重复步骤2的内容；

步骤4：将白噪声信号加入到测量环节输入之前，测量环节输出反馈到频谱仪，逐步加大噪声信号，进行频域测量，记录幅频、相频特性；

步骤5：将白噪声信号加入到延迟环节输入之前，延迟环节输出反馈到频谱仪，逐步加大噪声信号，进行频域测量，记录幅频、相频特性。

8.根据权利要求7所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，在步骤1中，所述风电机组控制系统的控制环节，包括转矩控制环节、无功控制环节、桨距角控制环节。

9.根据权利要求1所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，所述基于PID控制环节的测试结果和PID调节响应特性的测试结果，进行具体试验的操作，具体包括：

⑴对转矩控制的PID进行测试，即：试验时将主PLC的软、硬件进行适当改动，以便于对被测环节施加扰动并方便对环节的输入量PID IN和输出量PID OUT进行采样录波；

⑵对无功控制的PID进行测试，即：试验时将主PLC的软、硬件进行适当改动，以便于对被测环节施加扰动并方便对环节的输入量PID IN和输出量PID OUT进行采样录波；

⑶对桨矩角控制的PID进行测试，即：试验时将主PLC的软、硬件进行适当改动，以便于对被测环节施加扰动并方便对环节的输入量PID IN和输出量PID OUT进行采样录波。

10.根据权利要求9所述的风电机组控制系统PID环节静态测试及校验方法，其特征在于，所述基于PID控制环节的测试结果和PID调节响应特性的测试结果，进行具体试验的操作，具体还包括典型参数设置，即：

A．转速通道PID测试：

（a）比例环节测试：

试验1：参数设置为T=0，Kp=1，Ki=0；

试验2：参数设置为T=0，Kp=3，Ki=0；

（b）积分环节测试：

试验1：参数设置为T=0，Kp=1，Ki=2；

试验2：参数设置为T=0，Kp=1，Ki=3；

试验3：参数设置为T=0，Kp=5，Ki=2；

（c）一阶惯性环节测试：

试验1：参数设置为T0=25，Kp=1，Ki=0；

试验2：参数设置为T=200，Kp=3，Ki=0；

B．有功通道PID测试：

（a）比例环节测试：

试验1：参数设置为Kp=1，Ki=0；

试验2：参数设置为Kp=3，Ki=0；

（b）积分环节测试：

试验1：参数设置为Kp=1，Ki=3；

试验2：参数设置为Kp=10，Ki=3。