[发明专利]基于智能算法的风电机组控制参数寻优方法与系统

权利要求书

1.基于智能算法的风电机组控制参数寻优方法，其特征在于，包括：

风电机组线性化：通过对风电机组的线性化处理，得到状态空间方程，即风电机组的线性化模型，该线性化模型包含输入向量、输出向量、状态向量和系数矩阵；

参数寻优的目标函数：将风电机组的线性化模型和变桨控制器构成闭环系统，以阶跃风速作为输入，得到闭环系统的叶轮转速的输出响应和机舱前后方向位移输出响应；其中，定义目标函数为：叶轮转速绝对偏差积分与机舱前后方向最大位移加权求和；

参数空间的可行域：控制参数的寻优是在参数空间内寻找最优控制参数，参数空间需要设置一个搜寻范围，即参数空间的可行域；

参数寻优的智能优化算法：控制参数的寻优是在参数空间的可行域内寻找最优解，通过智能优化算法能够快速寻找到最优解在参数空间的位置。

2.根据权利要求1所述的基于智能算法的风电机组控制参数寻优方法，其特征在于，所述风电机组的线性化模型表达式如下：

在上式中，表示在t时刻的输入向量；表示在t时刻的输出变量；表示在t时刻的状态向量；表示在t时刻的状态向量变化率；A、B、C、D为系数矩阵；

输入向量应至少包含三个变量，即变桨角度指令、风轮平均风速和发电机扭矩指令，具体表达式如下：

在上式中，表示变桨角度指令；表示风轮平均风速；表示发电机扭矩指令；输入向量为列向量，表达式中上角标T表示转置，将行向量转为列向量；

输出向量应至少包含两个变量，即风轮转速和机舱前后方向位移，具体表达式如下：

在上式中，ω_r表示风轮转速；x_fa表示机舱前后方向位移；输出向量为列向量，表达式中上角标T表示转置，将行向量转为列向量；

状态向量应至少包含叶片的低阶模态、塔架的低阶模态、传动链的低阶模态、风轮的转速和风轮转速变化率，具体表达式如下：

在上式中，表示叶片1的模态向量；表示叶片2的模态向量；表示叶片3的模态向量；表示塔架的模态向量；ω_r表示风轮转速；表示风轮转速变化率；状态向量为列向量，表达式中上角标T表示转置，将行向量转为列向量。

3.根据权利要求2所述的基于智能算法的风电机组控制参数寻优方法，其特征在于，所述叶片1的模态向量表达式如下：

在上式中，表示叶片1的一阶挥舞模态位移；表示叶片1的一阶摆振模态位移；表示叶片1的一阶挥舞模态速度；表示叶片1的一阶摆振模态速度；表示叶片1的二阶挥舞模态位移；表示叶片1的二阶摆振模态位移；表示叶片1的二阶挥舞模态速度；表示叶片1的二阶摆振模态速度；

所述叶片2的模态向量表达式如下：

在上式中，表示叶片2的一阶挥舞模态位移；表示叶片2的一阶摆振模态位移；表示叶片2的一阶挥舞模态速度；表示叶片2的一阶摆振模态速度；表示叶片2的二阶挥舞模态位移；表示叶片2的二阶摆振模态位移；表示叶片2的二阶挥舞模态速度；表示叶片2的二阶摆振模态速度；

所述叶片3的模态向量表达式如下：

在上式中，表示叶片3的一阶挥舞模态位移；表示叶片3的一阶摆振模态位移；表示叶片3的一阶挥舞模态速度；表示叶片3的一阶摆振模态速度；表示叶片3的二阶挥舞模态位移；表示叶片3的二阶摆振模态位移；表示叶片3的二阶挥舞模态速度；表示叶片3的二阶摆振模态速度；

所述塔架的模态向量表达式如下：

在上式中，表示塔架一阶侧向模态位移；表示塔架一阶前后模态位移；表示塔架一阶侧向模态速度；表示塔架一阶前后模态速度；表示塔架二阶侧向模态位移；表示塔架二阶前后模态位移；表示塔架二阶侧向模态速度；表示塔架二阶前后模态速度。

4.根据权利要求2所述的基于智能算法的风电机组控制参数寻优方法，其特征在于，所述系数矩阵A、B、C、D能够通过风电机组建模软件线性化模块输出得到，由于系数矩阵与平均风速相关，需要在额定风速到切出风速区间选取若干个基准点，在每个基准点分别输出系数矩阵。