一种兆瓦级风力发电机组变桨距系统运动控制方法

摘要

本发明涉及一种兆瓦级风力发电机组变桨距控制系统运动控制方法，包括：首先初始化，并进行七段式变桨，然后在变桨过程中，进行周期性采样，接着调整变桨，本发明是针对风电机组变桨系统而设计，能根据风力机转速和风电机组所处状态找出合适的加速度变化率和最大加速度和最大速度，从而能有效的抑制风电机组的俯仰振动（用PID控制需要仿真实验确定）。满足风电机组并网的快速性、发电的高效性和稳定性要求，保证了风电机组的安全性。

主权项

一种兆瓦级风力发电机组变桨距系统运动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)初始化：监测桨叶初始位置S_ini(0)、初始加速度a_ini(0)和初始速度V_ini(0)，根据机组所处的状态和风速情况确定变桨加速度变化率k(0)、所能达到的最大加速度a_max(0)和最大速度V_max(0)，接收目标位置Sa(n)指令，进行七段式变桨；2)变桨过程中，进行周期性采样：在每个采样周期开始时，监测变桨加速度、变桨速度和当前位置，并将监测值分别记为该采样周期的初始变桨加速度a_ini(n)、初始变桨速度V_ini(n)和初始位置S_ini(n)；同时，根据机组所处的状态与风速情况，为机组设计适合该采样周期的加速度变化率k(n)、最大加速度a_max(n)、最大速度V_max(n)和目标位置Sa(n)；n>0，S_ini(n)为第n个采样周期的初始位置，a_max(n)为第n个采样周期的最大加速度，V_max(n)为第n个采样周期的最大速度；3)调整变桨：以步骤2)得到的加速度变化率k(n)、最大加速度a_max(n)、最大速度V_max(n)、目标位置Sa(n)、初始变桨加速度a_ini(n)、初始变桨速度V_ini(n)和S_ini(n)为参数，进行七段式变桨；n>0，S_ini(n‑1)为第n‑1个采样周期的初始位置，a_max(n‑1)为第n‑1个采样周期的最大加速度，V_max(n‑1)为第n‑1个采样周期的最大速度；所述七段式变桨是指：从初始位置S_ini(n)到目标位置Sa(n)，从初始变桨加速度a_ini(n)、初始变桨速度V_ini(n)到加速度、速度均为零，将一个完整的变桨过程记为一个规划周期，该规划周期最多包括七个阶段：正向加速度增加阶段，正向加速度恒定阶段，正向加速度减小阶段，零加速度阶段，加速度反向增加阶段，反向加速度恒定阶段，反向加速度减少阶段；每一阶段对应时间T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7；正向、反向加速度增加/减少变化率相同；该加速度变化率k(n)，以及变桨过程中所能达到的最大加速度a_max(n)和最大速度V_max(n)，根据机组所处的状态和风速情况确定；n≥0；所述进行七段式变桨，是指以得到的加速度变化率k(n)、最大加速度a_max(n)、最大速度V_max(n)、目标位置Sa(n)、初始变桨加速度a_ini(n)、初始变桨速度V_ini(n)和S_ini(n)为参数，进行判断与计算，得出每一阶段对应时间T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7，从而取代变桨执行机构的实时速度，控制变桨执行机构进行变桨；步骤3)中所述的判断与计算包括通过假设、计算，判定对应采样周期的变桨运动类别：首先假设T4>0,计算T2，若T2非负假设T4>0，T6>0，则计算T4，若T4非负，为I类；若T4为负，则假设T4>0，T6＝0，计算T4，若T4非负，为II类；若T4为负，则假设T2>0、T4＝0、T6>0，计算T2，若T2为负，则参照T2＝0时的判别；若T2非负，则计算T6，若T6为非负，为III类；若T6为负，则假设T4＝0、T5>0、T6＝0，计算T5，若T5为正，为IV类；若T5为负，为V类；若T2为负数，假设T2＝0：假设T4>0，T6>0，则计算T4，若T4非负，为VI类；若T4为负，则假设T4>0，T6＝0，计算T4，若T4非负，为VII类；若T4为负，则假设T4＝0、T6>0，计算T6，若T6非负，为VIII类；若T6为负，则假设T4＝0、T5>0、T6＝0，计算T5，若T5为正，为IX类；若T5为负，为X类。