[发明专利]一种风力发电机组变桨自适应控制方法与系统

权利要求书

1.一种风力发电机组变桨自适应控制方法，其特征是：包括以下步骤：

根据风力发电机组的机型以及机组现场的运行情况，确定桨距角限制表中风速和桨距角的对应关系以及桨距角优化的区间；

确定桨距角限制表中风速和桨距角的对应关系以及桨距角优化的区间，设计风力发电机组性能评价策略，对不同的桨距角参数下机组的性能表现进行对比，从而找出机组最优性能表现对应的桨距角参数作为机组的最优参数；

针对桨距角优化的区间[a,b]，利用循坏迭代通过不断缩小寻优的范围来找出最优的桨距角参数值，保证控制参数处于最优位置，实现自适应控制；

所述风力发电机组性能测评策略，包括性能指标的计算时需要排除风速波动的影响及对采集到的不同风速下的功率值进行加权操作；

在确定评价指标时，需要排除外界风速波动、机组非正常发电以及电网限功率的影响；

引入风速波动的惩罚项来对机组受外部风速波动影响时的功率信息进行抑制；风速的惩罚项Penalize的设置为：

Penalize = ɑ * WindWave

其中，ɑ为惩罚项系数，该惩罚项系数的值越大代表惩罚的力度越强；WindWave为风速波动指标，代表风速波动情况，风速向上波动为负值，向下波动为正值；

风速向上波动则适当降低指标，风速向下波动则适当增加指标，确保参数的性能指标是在相对稳定的特定风速下计算得到的；

所述风速和桨距角的对应关系定为线性关系；

当将风速和桨距角的关系定为线性关系，通过控制斜率来对两者的关系进行变更从而改变桨距角限制表；线性关系为：

rWindSpeedFine=FinalPitch*(rWindSpeed-OriginalWind)/WindScale；

其中，rWindSpeedFine 为不同风速对应的桨距角的值，FinalPitch是能够更改桨距角限制表的桨距角参数值，rWindSpeed 为风速，OriginalWind和WindScale分别为算法优化区间的风速初始值以及优化的风速范围；

利用风速和桨距角的关系简化桨距角限制表的更改难度，将桨距角限制表中桨距角大小的变更转化为相关桨距角参数的变更，通过更改一个参数的值来获得对整个桨距角限制表的更改；

将不同风速下的功率值进行加权相加得到确定桨距角参数下的风力发电机组性能评价指标；

风力发电机组性能评价指标PowerFlag：

PowerFlag=Power11/num11+Power9/num9；

其中，Power9和Power11分别为一段时间内的9m/s 和11m/s 风速对应的功率累加和，num9和num11分别为该段时间内9m/s 和11m/s风速对应的功率值的个数；

在迭代过程中需要同时比较两个桨距角参数的性能指标，在计算两个参数的性能指标时，采用循环迭代的算法，设置一个循环时间，每次在一个参数上循环相同的时间以此循环迭代两个参数，来确保参数外部风况的相同；设置一个优化阈值ω来作为循环算法结束的标志，如果|a-b|=ω，则认为优化完成，最优参数为（a+b）/2，否则继续利用0.618法进行迭代a,b的值。

2.一种风力发电机组变桨自适应控制系统，运行于处理器或可读存储介质上，其特征是：被配置为执行以下指令：

根据风力发电机组的机型以及机组现场的运行情况，确定桨距角限制表中风速和桨距角的对应关系以及桨距角优化的区间；

确定桨距角限制表中风速和桨距角的对应关系以及桨距角优化的区间，设计风力发电机组性能评价策略，对不同的桨距角参数下机组的性能表现进行对比，从而找出机组最优性能表现对应的桨距角参数作为机组的最优参数；

针对桨距角优化的区间[a,b]，利用循坏迭代通过不断缩小寻优的范围来找出最优的桨距角参数值，保证控制参数处于最优位置，实现自适应控制；

所述风力发电机组性能测评策略，包括性能指标的计算时需要排除风速波动的影响及对采集到的不同风速下的功率值进行加权操作；

在确定评价指标时，需要排除外界风速波动、机组非正常发电以及电网限功率的影响；

引入风速波动的惩罚项来对机组受外部风速波动影响时的功率信息进行抑制；风速的惩罚项Penalize的设置为：

Penalize = ɑ * WindWave

其中，ɑ为惩罚项系数，该惩罚项系数的值越大代表惩罚的力度越强；WindWave为风速波动指标，代表风速波动情况，风速向上波动为负值，向下波动为正值；

风速向上波动则适当降低指标，风速向下波动则适当增加指标，确保参数的性能指标是在相对稳定的特定风速下计算得到的；

所述风速和桨距角的对应关系定为线性关系；

当将风速和桨距角的关系定为线性关系，通过控制斜率来对两者的关系进行变更从而改变桨距角限制表；线性关系为：

rWindSpeedFine=FinalPitch*(rWindSpeed-OriginalWind)/WindScale；

其中，rWindSpeedFine 为不同风速对应的桨距角的值，FinalPitch是能够更改桨距角限制表的桨距角参数值，rWindSpeed 为风速，OriginalWind和WindScale分别为算法优化区间的风速初始值以及优化的风速范围；

利用风速和桨距角的关系简化桨距角限制表的更改难度，将桨距角限制表中桨距角大小的变更转化为相关桨距角参数的变更，通过更改一个参数的值来获得对整个桨距角限制表的更改；

将不同风速下的功率值进行加权相加得到确定桨距角参数下的风力发电机组性能评价指标；

风力发电机组性能评价指标PowerFlag：

PowerFlag=Power11/num11+Power9/num9；

其中，Power9和Power11分别为一段时间内的9m/s 和11m/s 风速对应的功率累加和，num9和num11分别为该段时间内9m/s 和11m/s风速对应的功率值的个数；

在迭代过程中需要同时比较两个桨距角参数的性能指标，在计算两个参数的性能指标时，采用循环迭代的算法，设置一个循环时间，每次在一个参数上循环相同的时间以此循环迭代两个参数，来确保参数外部风况的相同；设置一个优化阈值ω来作为循环算法结束的标志，如果|a-b|=ω，则认为优化完成，最优参数为（a+b）/2，否则继续利用0.618法进行迭代a,b的值。