[发明专利]一种风力发电机组的变桨控制方法

说明书

本发明公开了一种风力发电机组的变桨控制方法，包括获取风力发电机机组的风轮的实时转速和叶片的实时桨距角；根据所述实时转速和所述实时桨距角并通过比例微分控制算法计算得到所述叶片的变桨速度；根据所述变桨速度控制所述叶片变桨旋转。与传统的比例积分控制算法相比，减少了将桨距角转换成变桨速度的转换环节，而是直接获得变桨速度，从而避免了转换环节增加的延时及不确定性，加快了系统的跟踪速度，提高了风电机组变桨系统的动态响应能力，解决了机组在大风强湍流情况下的超速问题。从而避免了极端载荷的产生，降低了机组的疲劳损伤，提高了机组的可利用率和发电量。

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种风力发电机组的变桨控制方法。

背景技术

风力发电机组具有清洁高效的优点，广泛应用于发电领域。为了适应不同风力，需要对其叶片进行变桨控制，即改变叶片的迎角。在现有技术中，变桨控制多以风轮转速为输入，桨距角为输出的传统控制计算方法，即根据风轮的实时转速，通过比例积分控制算法得到桨距角，再由变桨执行机构实现桨距角的跟踪，控制叶片变桨旋转至得出的桨距角，进而实现对风轮转速的控制。

但是随着风电机组单机容量的增大及风轮叶片的加长，导致风轮转动惯量增大及风轮转速控制滞后时间延长。传统的比例积分控制在风速快速变化的风况下，容易导致机组超速及极端载荷的发生。

因此，如何提供一种具有较高动态响应能力并避免极端载荷产生的风力发电机组的变桨控制方法是本领域技术人员目前需要解决的计算问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机组的变桨控制方法，具有较高动态响应能力并能够避免极端载荷产生。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风力发电机组的变桨控制方法，包括：

获取风力发电机机组的风轮的实时转速和叶片的实时桨距角；

根据所述实时转速和所述实时桨距角并通过比例微分控制算法计算得到所述叶片的变桨速度；

根据所述变桨速度控制所述叶片变桨旋转。

优选地，所述根据所述实时转速和所述实时桨距角并通过比例微分控制算法计算得到所述叶片的变桨速度具体包括：

获取控制算法的比例系数、微分系数、比例部分桨距角非线性增益、比例部分转速非线性增益、微分部分桨距角非线性增益、微分部分转速非线性增益、所述风轮的实时转速偏差和实时转速加速度；

通过公式y＝K_p*G_p(θ)*G_p(ω)*x+K_d*G_d(θ)*G_d(ω)*a计算得到所述变桨速度；

其中y为所述变桨速度，K_p为所述比例系数，θ为所述实时桨距角，ω为所述实时转速，G_p(θ)为所述比例部分桨距角非线性增益，G_p(ω)为所述比例部分转速非线性增益，x为所述实时转速偏差，K_d为所述微分系数，G_d(θ)为所述微分部分桨距角非线性增益，G_d(ω)为所述微分部分转速非线性增益，a为所述实时转速加速度。

优选地，所述根据所述变桨速度控制所述叶片变桨旋转具体包括：

将所述变桨速度分别与预设最大速度及预设最小速度比较；

当所述变桨速度小于所述预设最大速度并且大于所述预设最小速度时，控制所述叶片以所述变桨速度变桨旋转。

优选地，所述根据所述变桨速度控制所述叶片变桨旋转还包括：

将所述变桨速度分别与预设最大速度及预设最小速度比较；