一种适用于无载荷测量的风电机组独立变桨控制方法

摘要

本发明公开了属于风力发电变桨控制技术领域的一种适用于无载荷测量的风电机组独立变桨控制方法。该方法步骤为：1）采用理论修正与误差辨识相结合的方法修正测量风速；2）计算风剪切、塔影效应影响下的桨叶载荷预测值；3）对独立变桨控制桨距角进行分配计算。本方法无需装设桨叶载荷传感器就能通过独立变桨进行载荷控制，延长风电机组使用寿命和降低故障率；载荷计算时考虑了风速修正、风剪切、塔影效应，使载荷计算更加准确；结合变桨执行机构的变桨速率与频率提出一种桨距角分配方法，保证控制的快速性和实时性；利用载荷预测由统一变桨控制器输出的桨距角控制量和载荷优化补偿量之和得到各个桨叶桨距角，在保证功率控制的同时实现载荷控制。

主权项

一种适用于无载荷测量的风电机组独立变桨控制方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：步骤1：采用理论修正与误差辨识相结合的方法修正测量风速；步骤2：计算风剪、塔影效应影响下的桨叶载荷预测值；步骤3：对独立变桨控制桨距角进行分配计算；所述步骤1具体包括以下子步骤：子步骤11：利用风轮动量理论对测量风速进行理论修正，采用如下公式：2ρπR²V³‑2ρπR²V′V²‑P′＝0；其中，P′为风电机组发电功率；ρ为空气密度；R为风轮半径；V′为测量风速；V为轮毂处实际风速；利用计算机迭代求解上式得到测量风速修正值V″，V″∈[V′，V_out]，V_out为切出风速；子步骤12：基于测风塔风速数据的误差辨识，得到风电机组轮毂处实际风速；当风电机组处于测量风速低于额定风速时，进行最大风能捕获控制，此时桨距角保持最佳角度β₀不变，则：ΔV′＝ _{f1′(ω){V′<Ve，β＝β0}；其中，ΔV′表示测量风速修正值V″与轮毂处实际风速V之间的误差；ω为风轮转速；β为桨距角；β0为最佳桨距角；Ve为额定风速；当风电机组处于测量风速高于额定风速时，风电机组进行恒功率控制，转速保持在额定转速不变，则：ΔV′＝ f2′(β){V′≥Ve，ω＝ωe}；其中，ωe为风轮额定转速；则载荷计算时使用的轮毂处实际风速V为：其中， f1′(ω)和f2′(β)根据具体风电机组数据采集与监视控制系统SCADA中记录的运行数据进行拟合。}