[发明专利]风电机组传动系统扭振抑制控制方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种大型风电机组的传动系统扭振的控制方法，主要应用于风电机组发电机转矩控制，旨在于抑制传动系统扭振和转矩波动，减小传动系统疲劳载荷，从而提高机组可靠性，延长机组寿命。 

背景技术：近年来，伴随经济发展，社会能源需求不断增长。以石化能源为主的能源结构使得能源和环境问题日益突出，尤为明显的是城市及工业区的雾霾现象。由此，可再生资源受到了各国政府的普遍重视，风能作为可大规模开发利用的可再生能源之一,风力发电在技术研究、装备制造及零部件配套等方面都得到了迅速的发展。 

为了降低发电成本，各风电机组制造商推出的新产品单机容量越来越大，随之而来的是风轮直径不断增大,叶片、传动系统和塔架等零部件变得柔性大、阻尼小，机组低频模态越来越密集，各模态耦合几率加大，机组承受的动态载荷更加复杂严峻。 

发明内容：

发明目的：本发明提供一种风电机组传动系统扭振抑制控制方法，其目的是解决以往的所存在传动系统扭振、疲劳载荷大的问题。 

技术方案： 

一种风电机组传动系统扭振抑制控制方法，其特征在于：该方法通过对传动系统不同连接点的转速测量来监测传动系统的扭振幅度，通过发电机电磁转矩的调节抑制扭矩波动，从而抑制传动系统扭振，减小传动系统扭转疲劳载荷。 

该方法主要包括两部分，扭振的在线评估环节和扭振抑制发电机转矩控制环节，将风电机组的传动系统考虑非线性不确定因素采用集中参数方法根据以 下原则进行建模，具体方法如下： 

①、扭振的在线评估 

传动系统非线性和不确定因素，主要包括风电机组传动系统中的齿轮箱的齿轮组动态啮合刚度和啮合误差、弹性连轴器的动态阻尼和刚度；风轮和发电机等效转角差代表传动系统的扭应力大小,风轮和发电机等效转速差值代表传动系统扭矩的变化幅度,用来表示传动系统转矩的波动幅度： 

传动系统的力学方程为 

JGJRγ··=-(JG+JRN2)[cγ·+kγ-(Fg+Fc+Fx)]+JGTA+JRNTG]]>

其中： 

T_A—气动转矩，T_G—发电机电磁转矩 

J_R—风轮转动惯量，J_G—发电机转子转动惯量 

c—传动系统综合阻尼，k—传动系统综合扭转刚度 

Ω_R—风轮角速度，Ω_G—发电机角速度 

θ_R—风轮角位移，θ_G—发电机角位移， 

N—齿轮箱增速比