[发明专利]风力发电机组及其控制系统

说明书

本申请提供一种风力发电机组及其控制系统，其中，风力发电机组包括发电机和变流器；风力发电机组控制系统包括：主控回路，用于根据发电机的转速，确定发电机的目标转矩；和变流器控制回路，包括转矩控制单元、加阻控制单元及第一合并单元；其中，加阻控制单元用于根据变流器的速度观测器观测获得的发电机的转速或者外部的加速度传感器检测获得的发电机的振动信息，确定第一阻尼转矩，第一合并单元用于对目标转矩和第一阻尼转矩进行合并，获得转矩给定，转矩控制单元用于根据转矩给定，对发电机进行控制。本申请通过在变流器控制回路中增加加阻控制单元以及第一合并单元，实现在变流器中实现加阻控制，大幅降低控制延时，提高控制效果。

技术领域

本申请涉及风力发电机组领域，尤其涉及一种风力发电机组及其控制系统。

背景技术

常见的主动式传动链与塔架的加阻控制由风力发电机组的主控回路实现，如图1所示，风力发电机组的速度观测器或者加速度传感器提取到发电机产生的转速波动分量ω_g(rpm)，并将该转速波动分量作为加阻控制单元的输入，加阻控制单元输出的阻尼转矩加入到主控回路发给变流器的转矩给定中，经过变流器控制输出相应的阻尼控制转矩T，从而控制发电机的转速。

当前的加阻控制在主控回路中实现，由于主控回路的控制周期较长(1ms以上)，与变流器通信周期较长(20ms)以上，在控制中不可避免的出现较大的通信与控制延时，导致阻尼转矩控制效果不佳。

发明内容

本申请提供一种风力发电机组及其控制系统。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请实施例的第一方面，提供一种风力发电机组控制系统，其中，风力发电机组包括发电机和变流器；所述风力发电机组控制系统包括：

主控回路，用于根据所述变流器的速度观测器观测获得的所述发电机的转速，确定所述发电机的目标转矩；和

变流器控制回路，包括转矩控制单元、加阻控制单元及第一合并单元；

其中，所述加阻控制单元用于根据所述变流器的速度观测器观测获得的所述发电机的转速或者外部的加速度传感器检测获得的所述发电机的振动信息，确定第一阻尼转矩，所述第一合并单元用于对所述目标转矩和所述第一阻尼转矩进行合并，获得转矩给定，所述转矩控制单元用于根据所述转矩给定，对所述发电机进行控制。

可选地，所述加阻控制单元用于根据所述变流器的速度观测器观测获得的所述发电机的转速或者外部的加速度传感器检测获得的所述发电机的振动信息，确定在所述风力发电机组处于不同谐振点时的第二阻尼转矩，所述第一阻尼转矩为所述不同谐振点的第二阻尼转矩合并获得。

可选地，所述不同谐振点包括第一谐振点和第二谐振点，所述加阻控制单元包括第一控制链路、第二控制链路和第二合并单元，在所述第一谐振点获得的所述转速或者所述振动信息经所述第一控制链路处理后获得所述第一谐振点对应的第二阻尼转矩，在所述第二谐振点获得的所述转速或者所述振动信息经所述第二控制链路处理后获得所述第二谐振点对应的第二阻尼转矩，所述第二合并单元用于将所述第一谐振点对应的第二阻尼转矩和所述第二谐振点对应的第二阻尼转矩进行合并并输出所述第一阻尼转矩。

可选地，所述第一控制链路包括带通滤波器、第一超前滞后滤波器和第一增益控制器，在所述第一谐振点获得的所述转速或者所述振动信息依次经所述带通滤波器、第一超前滞后滤波器和第一增益控制器后获得所述第一谐振点对应的第二阻尼转矩。

可选地，所述带通滤波器为二阶带通滤波器；和/或，

所述第一超前滞后滤波器为二阶超前滞后滤波器。

可选地，所述第一谐振点包括多个，所述第一控制链路的数量与所述第一谐振点的数量相等且一一对应。