一种抑制塔架振动方法与系统

摘要

本发明公开了一种抑制塔架振动方法与系统，应用所述抑制塔架振动方法与系统，通过对前后加速度消差，计算补偿变桨角度系数得到需要调整的补偿变桨角度进行变桨控制，在不改变机组运行状态的基础上，可以准确、稳定地通过调整补偿变桨角度抑制塔架前后振动。

主权项

一种抑制塔架振动方法，其特征在于，应用于风电机组，所述方法包括：测量机舱前后加速度；消除测量到的所述加速度的数据零点漂移和含有长期趋势向的干扰信号得到消差后的加速度；对所述消差后的加速度进行积分得到前后振动速度；根据所述前后振动速度截取得到塔架一阶固有频率对应速度；以上一周期变桨补偿角度作为输入，其绝对值与变桨补偿最大限制值θ_{comp_max}之差比上所述变桨补偿最大限制值θ_{comp_max}得到变桨补偿角度余量系数K_re，其关系式为：$K_{re}=({\theta }_{comp\_\max }-|{\theta }_{comp}^{*}\left|\right)/{\theta }_{comp\_max}$其中，所述变桨补偿最大限制值θ_{comp_max}取值根据风电机组振动幅值确定；依据风电机组测量的变桨速度V_pitchspeed和变桨角度θ_PI计算最大变桨速度限制余量系数K_v和变桨角度余量系数K_θ，其关系式为： K_v＝(V_{pitchspeed_max}‑|V_pitchspeed|‑V_{pitchspeed_re})/(V_{pitchspeed_max}‑V_{pitchspeed_re})其中，所述变桨速度V_{pitchspeed_max}为变桨系统允许在正常运行过程中的最大变桨速度，V_{pitchspeed_re}是变桨速度冗余量；计算变桨角度余量系数K_θ、最大和最小变桨角度，其关系式为：θ_{PI_max}＝θ_max‑θ_PI‑θ_reθ_{PI_min}＝θ_PI‑θ_min‑θ_reK_θ＝min(θ_{PI_max}，θ_{PI_min})/θ_{comp_max}K_{v_θ}＝min(K_θ，K_v)K_{v_θ}＝0，if K_θ＜0 or K_v＜0其中，θ_max为变桨系统允许在正常运行过程中的最大变桨角度，θ_min为变桨系统允许在正常运行过程中的最小变桨角度，θ_re是变桨角度冗余量；K_{v_θ}为计算变桨需求余量系数，K_re为变桨补偿角度余量系数；依据所述计算变桨需求余量系数K_{v_θ}和所述变桨补偿角度余量系数K_re计算得到变桨余量总体尺度系数K_c，关系式如下：$K_c=\left\{\begin{array}{ccc}{K}_{v\_\theta },& if& K_{re}>K_{v\_\theta }\\ K_{re},& if& K_{re}\le K_{v\theta }\end{array}\right.$结合关系式及系统阻尼比关系式得到变桨系统附加阻尼比ξ_f与补偿角度Δθ之间的关系为：$\Delta \theta =\frac{-2{\mathrm{\omega M\xi }}_f\stackrel{·}{x}}{{\mathrm{\Delta F}}_a/\Delta \theta }$其中：M为机组质量，D为阻尼，K为等效刚度，x为塔架顶部前后位移，为塔架顶部前后移动速度，为塔架顶部前后移动加速度，F_a为作用在塔架顶部的水平气动推力；变桨系统附加阻尼比ξ_f根据塔架振动幅度确定，据此得到非线性变桨补偿放大系数依据所述变桨余量总体尺度系数K_c和所述非线性变桨补偿放大系数K_un后可得到补偿系数K，其关系式为：K＝K_c×K_un；将所述补偿系数与所述截取得到的塔架一阶固有频率对应速度相乘得到抑制塔架前后振动的目标变桨补偿角度；计算所述目标变桨补偿角度与所述变桨角度的角度和；根据所述角度和进行变桨控制。