[发明专利]一种基于转速加速度的风电机组转矩补偿控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于转速加速度的风电机组转矩补偿控制方法及系统，该方法在传统转矩控制的基础上叠加基于转速加速度计算的补偿转矩指令，当风电机组的发电机转速快速上升时，通过叠加一个为正数的总转矩指令，使发电机转速加速度降低，转速上升速度减缓；当风电机组的发电机转速下降时，通过叠加一个为负数的总转矩指令，使发电机转速下降速度减缓，通过这种方式平缓了发电机转速大幅变化的可能，实现了稳定了转速的目的；本发明能够优化风电机组运行过程中转速波动，并使风电机组更好地跟踪气动变化。

技术领域

本发明涉及风电机转矩控制的技术领域，尤其是指一种基于转速加速度的风电机组转矩补偿控制方法及系统。

背景技术

当前风电机组转速控制方式包括转矩控制和变桨控制，转矩控制主要在额定功率以下对转速进行控制，当机组达到额定功率之后，就由变桨控制对转速进行控制。其中，转矩控制目前多采用传统PI控制，以转速给定与转速反馈的误差为控制器输入，计算输出转矩给定。

发明内容

本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种基于转速加速度的风电机组转矩补偿控制方法及系统，在传统转矩控制的基础上叠加基于转速加速度计算的补偿转矩，以优化风电机组运行过程中转速波动，并使风电机组更好地跟踪气动变化。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于转速加速度的风电机组转矩补偿控制方法，该方法是在风电机组的发电机电磁转矩控制中增加一个基于转速加速度补偿器的补偿转矩指令，并将该补偿转矩指令叠加到传统PI控制器输出电磁转矩指令T1上，实现稳定风电机组运行过程中的转速波动。

进一步，包括以下步骤：

S1、设定风电机组的发电机给定转速ω_gset；

S2、对发电机反馈转速ω_g与发电机给定转速ω_gset的偏差经过传统PI转矩控制环节输出发电机的电磁转矩指令T1；

S3、根据发电机反馈转速ω_g计算发电机转速加速度

S4、根据发电机转速加速度经过转速加速度补偿器输出补偿转矩指令

S5、将发电机的电磁转矩指令T1与补偿转矩指令叠加，产生总转矩控制指令Tedemand。

进一步，在步骤S4中，具体执行以下操作：

转速加速度补偿器输出补偿转矩指令为：

其中，a为增益系数且为正数，为发电机转速加速度，J是折算到低速轴的转动惯量。

本发明所提供的一种基于转速加速度的风电机组转矩补偿控制系统，包括：

输入模块，用于输入风电机组的发电机给定转速；

传统PI转矩控制器，根据发电机给定转速及发电机反馈转速输出发电机的电磁转矩指令T1；

转速加速度补偿器，根据发电机反馈转速输出发电机的补偿转矩指令；

给定转矩计算模块，根据发电机的电磁转矩指令T1以及补偿转矩指令计算发电机给定转矩总指令。

进一步，所述转速加速度补偿器，具体执行以下操作：

转速加速度补偿器输出补偿转矩指令为：

其中，a为增益系数且为正数，为发电机转速加速度，J是折算到低速轴的转动惯量。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：