[发明专利]基于激光测风前馈的风电机组复合智能变桨控制方法

说明书

本发明涉及一种基于激光测风前馈的风电机组复合智能变桨控制方法，利用激光测风雷达测量叶片前方同一平面内4点风速，重构了轮毂高度的等效风速，根据转速误差和前馈控制量额变化，利用径向基神经网络(RBF)动态调整有限脉冲滤波器(FIR)的系数，实现前馈控制算法参数的动态自适应调整；通过曲线拟合的方法，得到了桨距角与状态观测器观测带宽之间的函数关系，设计了变带宽的LADRC变桨距控制策略弥补了传统PI变桨控制算法的缺陷，将RBF‑FIR与LADRC两者结合形成了能够自适应调节的复合智能变桨控制算法。通过本发明，实现了控制参数的自适应调节，增强了变桨控制算法的鲁棒性和抗扰性，实现了风电机组降低转速波动和机组叶根载荷的目的。

技术领域

本发明涉及风电机组技术领域，更具体地说，涉及一种基于激光测风前馈的风电机组复合智能变桨控制方法。

背景技术

传统机械式测风仪不能提前测量叶轮正前方的风速，并且受叶片转动影响存在测量不准的缺陷；目前风电机组的变桨控制算法是变增益PI控制算法，利用转速误差反馈来计算桨距角的目标指令值，而转速误差滞后于风速的变化，这样桨距角并不能根据风速的变化及时动作，不利于降低机组的载荷；并且PI控制算法针对外界的风速扰动抗扰性较弱；现有的基于激光测风雷达的风速前馈控制大部分是与变增益PI反馈控制相结合的复合控制，而变增益PI反馈控制本身存在缺陷。

发明内容

针对现有方法的不足，提出一种基于激光测风前馈的风电机组复合智能变桨控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于激光测风前馈的风电机组复合智能变桨控制方法，包括：

采集风电机组叶片前方同一平面内四点的风速信息，重构风电机组轮毂高度的等效风速，同时通过获取风电机组的实时转速信息，计算实时的转速误差；

基于风电机组轮毂高度的等效风速，计算风电机组前馈控制器前后时刻的输出增量，将风电机组前馈控制器的输出增量及所述转速误差作为RBF神经网络的输入，输出结果为前馈控制器优化参数的调整变化量；

依据前馈控制器优化参数的调整变化量对前馈控制器的优化参数进行调整；

通过曲线拟合的方法，获取风电机组桨距角与状态观测器观测带宽之间的函数关系，通过调整状态观测器观测带宽，实现对风电机组自抗扰变桨控制器参数的调整；

将自抗扰控制器的输出与前馈控制器的输出相加得到对风电机组变桨执行机构的控制指令，实现对风电机组桨距角的调整。

其中，风电机组轮毂高度的等效风速表示为：

其中，v_i(t)表示四点中任意一点的风速，λ_i表示各点的系数，取值范围在0～1。

其中，在计算风电机组前馈控制器的输出增量的步骤中，

风电机组前馈控制器在k时刻的输出信号β_FF(k)为从当前时刻到之前N-1时刻输入风速的线性加权和，即：

将转速误差对前馈控制器输出的敏感度公式表示为

前馈控制器的输出增量为：