[发明专利]一种风机塔架振动控制方法及装置

说明书

本发明具体涉及一种风机塔架振动控制方法及装置，属于风力发电控制技术领域。方法包括以下步骤：1)获取风机塔架振动信号；2)根据风机塔架振动信号提取至少一个预设频率下的振动能量；3)判断每个预设频率下的振动能量是否超过设定阈值，若超过，则进行该预设频率下的加阻控制。本发明对预设频率下的振动能量进行了提取，在某预设频率的振动能量超过设定阈值时进行该预设频率下的加阻控制，针对性强，负面效果小，对风机塔架振动抑制效果较好。

技术领域

本申请涉及一种风机塔架振动控制方法及装置，属于风力发电控制技术领域。

背景技术

风力发电在中国经历高速发展之后，目前优质风场已经被开发殆尽，风电厂家竞争场地已转移到3类低风速大湍流风场。为提高风机发电量，增加塔架高度成为首选技术手段。风机塔高的增加使风电机组塔架振动控制技术的提升需求越发重要，目前各大风机厂商都在开发柔塔技术，原因是风机塔架高度的增加，导致塔架振动模态进一步降低，塔架一阶振动模态无法避免的与风机叶片穿越频率的1P相交了。这就进一步增加了塔架的振动危险性，风机塔架振动控制技术的提升与升级成为必须进行的课题之一。

近年来对风机塔架振动控制的研究，国内外很多整机商及学者都开展了大量工作。例如授权公告号为CN103321854B的中国专利公开了一种风力发电机组塔架振动的控制方法，该方法利用塔架振动信号为输入，进行时域加阻的方法减小塔架的振动，这对刚性塔架、半刚性塔架都是有效的，是时域信号上的塔架减振控制算法；但是此等方法严格依赖信号相序，在相序混乱情况下会短时失效甚至起到负阻尼效果，在柔塔风机中会造成严重后果。

期刊号为《机电工程》2014 31(3)：325-329，作者为陶学军，名称为“基于控制方法的风机塔架减振研究”的文章提出了在相序混乱情况下利用停机等手段避免风机进一步振动的方法，但风机大风时紧急停机本身就能引入较大的振动冲击，对柔性性塔架控制效果较差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种风机塔架振动控制方法及装置，以解决现有控制方法对风机塔架振动抑制效果较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提出一种风机塔架振动控制方法，包括以下步骤：

1)获取风机塔架振动信号；

2)根据风机塔架振动信号提取至少一个预设频率下的振动能量；

3)判断每个预设频率下的振动能量是否超过设定阈值，若超过，则进行该预设频率下的加阻控制。

有益效果是：本发明对预设频率下的振动能量进行了提取，在振动能量超过设定阈值时进行该预设频率下的加阻控制，针对性强，效果明确，负面效果小，控制精度较高，对风机塔架振动抑制效果较好。

进一步的，所述至少一个预设频率为至少一个模态频率和/或至少一个激励频率。

为了实现对风机塔架振动的实时控制，进一步的，步骤2)提取一个预设频率下的振动能量的过程包括以下步骤：

A：对风机塔架振动信号进行低通降噪滤波；

B：对步骤A中经低通降噪滤波后的信号进行陷波滤波，陷波滤波的传递函数其中ω₁为所述预设频率的值；ξ₁为陷波滤波器阻尼系数；

C：将步骤A中进行低通降噪滤波后的信号减去步骤B中进行陷波滤波后的信号，差值记为振动能量。

进一步的，低通降噪滤波的传递函数为其中k为滤波修正增益，τ为滤波实现常数。

进一步的，所述风机塔架振动信号为风机振动加速度信号。