[发明专利]考虑风湍流的风电机组模型预测控制器与控制方法

摘要

本发明公开了一种考虑风湍流的风电机组模型预测控制器与控制方法(如图1)，它由模型预测控制器（MPC控制器）1、风力发电系统模型9（主要由变浆驱动器2、风轮3、传动链4、塔筒5、观测器6、变流器7和发电单元8组成）、模型预测控制器1（包括状态估计模块10、预测模块11、在线校正模块12、参考轨迹模块13、滚动优化模块14）、预测模型11、状态空间估计模型10（为计入风湍流的风力发电系统9的离散状态的空间模型）组成。其优点预测模块11有两个预测模型，变桨控制预测模型和转矩控制预测模型，可在不同的工况下自动切换，实现全工况运行；滚动优化模块14和参考轨迹模块13的设定能避免系统大幅超调、长时间振荡问题；控制器有传动链扭转位移、传动链扭转速度和转矩以及风电机组的机械载荷等状态变量的约束变量，将每一采样时刻的风湍流变量都计入控制策略中，保证在风湍流时实现机组的稳定运行和快速跟随控制。

主权项

一种考虑风湍流的风力发电机组全工况模型预测控制器，其特征在于：模型预测控制器1，（ MPC控制器），它包括状态估计模块10、预测模块11、在线校正模块12、参考轨迹模块13、滚动优化模块14；其中预测模块11有两个预测模型：转矩控制预测模型、变桨控制预测模型，其控制量分别为转矩和桨距角，两个预测模型可在不同的工况下进行自动切换：在额定风速和额定风速以下时投入控制量为转矩的预测模型，额定风速以上时投入控制量为桨距角的预测模型；其中参考轨迹单元根据系统的工况选择对应的参考轨迹；上述预测模型为计入风湍流变量的离散状态空间模型。