一种风力发电主动偏航变转速失速控制系统

摘要

本发明提供了一种风力发电主动偏航变转速失速控制系统，包括风力发电机组测量单元、偏航控制单元和转速控制单元；以平均风速反馈信号确定目标偏航角度参考值；目标偏航角度参考值与平均风向反馈信号作差得到偏航角度误差，经过主动偏航角度PID控制模块控制偏航驱动机构动作；以瞬时风向反馈信号确定目标输出功率参考值；以目标输出功率参考值与发电机输出功率反馈信号作差得到功率误差信号，经过功率PID控制模块，得到目标转速参考值；目标转速参考值与发电机转速反馈信号作差得到转速误差信号，经过转速PID控制模块控制变流器输出。本发明拓宽了风力发电机组的运行风速范围，大大提高了失速控制对于功率或转速限制的可靠性。

主权项

一种风力发电主动偏航变转速失速控制系统，其特征在于：包括风力发电机组测量单元、偏航控制单元和转速控制单元；其中：风力发电机组测量单元至少测量风向、风速、功率和转速；风向测量实时采样风向数据，计算瞬时风向和平均风向；风速测量实时采样风速数据，计算平均风速；功率测量实时采样发电机输出功率数据；转速测量实时测量发电机转速数据；偏航控制单元包括主动偏航目标角度计算模块、主动偏航角度PID控制模块和风向功率计算模块；主动偏航目标角度计算模块以平均风速反馈信号为输入，通过内置的平均风速与目标偏航角度关联表，如表1所示，确定目标偏航角度参考值；目标偏航角度参考值与平均风向反馈信号作差得到偏航角度误差，经过主动偏航角度PID控制模块控制偏航驱动机构动作；风向功率计算模块以瞬时风向反馈信号为输入，通过内置的输出功率与瞬时风向关联表，如表2所示，确定目标输出功率参考值；表1中Vr为主动偏航起始风速，表2中Pr为额定功率；表1平均风速与目标偏航角度关联表平均风速目标偏航角度小于Vr0度介于Vr和1.2Vr30度介于1.2Vr和1.4Vr45度介于1.4Vr和2Vr60度大于2Vr80度表2输出功率与瞬时风向关联表瞬时风向目标输出功率小于30度0.6Pr介于30度和45度0.8Pr介于45度和60度1.0Pr介于60度和80度1.0Pr大于80度1.0Pr转速控制单元包括功率PID控制模块和转速PID控制模块；目标输出功率参考值与发电机输出功率反馈信号作差得到功率误差信号，经过功率PID控制模块，得到目标转速参考值；目标转速参考值与发电机转速反馈信号作差得到转速误差信号，经过转速PID控制模块控制变流器输出。