用于抑制风电机组扭振的扭转载荷控制器及控制方法

摘要

本发明提供了一种用于抑制风电机组轴系扭振的扭转载荷控制器及控制方法，该控制器以扭转角速度作为反馈量，扭转角速度的给定是一个与风轮转速和风轮加速度相关的量，二者的偏差通过PI调节器，并经过限幅后作为控制器输出，控制器输出叠加在发电机转矩给定上，其中对扭转载荷控制器中的PI调节器的参数进行了设计，对扭振抑制中扭转角速度的目标给定进行了优化设计。本发明可行性高、应用性强，并能一定程度上加快最大功率跟踪。

主权项

一种用于抑制风电机组轴系扭振的扭转载荷控制器，其特征在于，所述控制器以扭转角速度作为反馈量，扭转角速度的给定是一个与风轮转速和风轮加速度相关的量，二者的偏差通过PI调节器并限幅后作为控制器输出，控制器输出作为发电机转矩给定的一部分叠加在其上；所述控制器，包括如下模块：输入模块，其用于获取两个转动质量块的转速ω_t和ω_g；处理模块，其用于根据ε＝ω_t‑ω_g计算扭转角速度ε；根据公式计算扭转角速度给定ε*；确定PI调节器参数；并根据公式T_damp＝k_p(ε^*‑ε)+k_i∫(ε^*‑ε)dt计算控制器输出；PI调节器的参数kp、ki分别用于改变传动系统的等效阻尼和等效刚度系数，T_damp为扭转载荷控制器输出；K_opt为最优转矩系数，其中C_P(λ_opt)为最大风能利用系数，λ_opt为最佳叶尖速比，ρ为空气密度，R为桨叶半径；为风轮角加速度；k为等效两质量块模型中传动轴的刚度系数，ω_t是风轮转速；输出模块，其用于扭转载荷控制器的限幅和输出，输出的数据作为发电机转矩给定的一部分叠加在发电机转矩给定上。