[发明专利]一种风机偏航控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种风机偏航控制方法及系统，属于风力发电机偏航系统技术领域。本发明首先获取偏航电机的指令速度与偏航电机的实际速度，当偏航电机的指令速度和实际速度都为0时，速度环的输入偏差为零，令偏航电机速度环中的积分累积量的系数小于1，根据积分累积量对积分控制量进行计算，将当前得到的积分控制量结果赋值给下一刻的积分累积量，直至积分累积量减小至一定阈值时，将积分累积量清零，使速度环的转矩电流为0，偏航电机的静态转矩为0，该方法能够在机舱停机时，不卸放刹车系统的油压的情况下，消除偏航电机的静态转矩。

技术领域

本发明涉及一种风机偏航控制方法及系统，属于风力发电机偏航系统技术领域。

背景技术

风力发电机组的偏航系统又称对风装置，其作用在当前风速方向变化时，能够驱动风轮重新对准风向以便于获得最大风能。当偏航系统偏航结束时，采用矢量控制的偏航控制系统并不会闭合偏航电机的抱闸制动器，若此时的外界风载大导致本已偏航停机的机舱在风载作用下又产生了运动，伺服驱动器控制偏航电机输出力矩代替偏航电机制动器的制动力矩，以对抗外界风载的作用使得机舱快速停止下来，不需要闭合偏航电机的制动器；若机舱在偏航停机后外界风载并不大，机舱实际转速可以正常减速到零转速，则此时处于静止状态的偏航电机仍会输出静态转矩以来抗衡液压刹车系统的阻尼力矩。此时，偏航系统的机械传动齿轮处于持续受力状态，机舱也会因受力形变而持续发出噪音，这是采用矢量控制算法的偏航系统因自身特性带来的副作用，是一种需要消除的异常现象。

当机舱快要到达目标偏航位置后，伺服驱动器开始降低扭矩电流的输出，控制偏航电机的输出转矩减小，控制机舱按照一定的减速度执行减速运动直至进入静止状态。在不考虑外界风载力矩的情况下，偏航电机的输出转矩无需降到零而是仅需降到与阻尼力矩大致相等即可让机舱在机械摩擦力矩的作用下停止下来。只要机舱偏航运动的动力(电机输出转矩)不为零，则机舱就会存在相对运动趋势，相对运动趋势的存在导致转换为静摩擦力矩的阻尼力矩不会自动降到零，只有等到机舱失去动力(电机输出转矩变为0)即机舱失去相对运动趋势后阻尼力矩才能自行消除。但由于偏航停机后，偏航电机的转速命令和实际转速都为0，因此伺服驱动器的速度环输入偏差e＝0，速度环无法自行消除积分累计量B₀，导致速度环的输出无法归零，伺服驱动器持续控制偏航电机输出静态转矩。偏航电机静态转矩的存在使得机舱始终存在相对运动趋势，导致已转换为静摩擦力矩的阻尼力矩无法自动消除。此时偏航电机输出的静态力矩始终与阻尼力矩保持抗衡状态，导致机舱因此持续受力从而不间断地发出噪音，另外由于伺服驱动器持续输出电流，偏航电机长时间处于工作状态导致发热严重。

偏航系统停机后机舱处于静止状态时，偏航电机输出的静态转矩与液压刹车系统输出的阻尼力矩相互抗衡，如果卸放液压刹车系统的油压为0，虽然可以使阻尼力矩消失，从而让偏航电机输出的静态转矩随之消失，但是偏航停机时液压刹车系统必须处于全压制动状态，不可能采取该方式解决该问题。如果采取偏航停机时让伺服驱动器去使能的方式消除偏航电机输出的静态转矩，则当外界风载突然增大导致机舱移位时，偏航电机对抗外界风载力矩的能力也会随之同时消失。

发明内容

本发明的目的是提供一种风机偏航控制方法及系统，用以解决机舱停机时偏航电机无法消除静态转矩导致阻尼力矩无法消除、机舱发出噪音和严重发热的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种风机偏航控制方法，包括以下步骤：

1)获取偏航电机的指令速度与偏航电机的实际速度；

2)当偏航电机的指令速度和实际速度都为0时，速度环的输入偏差为零，令偏航电机速度环中的积分累积量的系数小于1，根据积分累积量对积分控制量进行计算，将当前得到的积分控制量结果赋值给下一刻的积分累积量，直至积分累积量减小至一定阈值时，将积分累积量清零，使速度环的转矩电流为0，偏航电机的静态转矩为0。