抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變槳控制方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變槳控制方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一槳距角；根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差槳距角；根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪轂不平衡載荷的第二偏差槳距角；根據(jù)統(tǒng)一槳距角、第一偏差槳距角和第二偏差槳距角和計(jì)算出最終槳距角。本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)統(tǒng)一槳距角、第一偏差槳距角和第二偏差槳距角，計(jì)算出最終槳距角，同時(shí)抑制了風(fēng)電機(jī)組平衡載荷和不平衡載荷，從而提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和使用壽命。
【專利說明】
抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制 方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前發(fā)展最快、最具潛力、可大規(guī)模應(yīng)用的可再生能源發(fā)電方式之一。 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中最核屯、的部件就是風(fēng)電機(jī)組。在實(shí)際應(yīng)用中，風(fēng)電機(jī)組受隨機(jī)風(fēng)、風(fēng)切變和 塔影效應(yīng)等因素影響，加之其大型化發(fā)展必然導(dǎo)致的葉片、塔筒、傳動(dòng)軸等部件柔性大、阻 尼小的特點(diǎn)，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組所承受的動(dòng)態(tài)載荷不斷增加且異常復(fù)雜，W致于降低了風(fēng)電機(jī) 組的使用壽命。
[0003] 針對(duì)運(yùn)一問題，現(xiàn)有技術(shù)采用獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法來(lái)降低作為風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)載荷源 頭的葉片載荷，同時(shí)又不會(huì)引起其他部件載荷的增加，因此，運(yùn)種獨(dú)立變獎(jiǎng)方法近年來(lái)得到 了越來(lái)越多的關(guān)注。現(xiàn)有技術(shù)的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法為減小風(fēng)電機(jī)組的葉片載荷，主要采用 基于科爾曼坐標(biāo)變換（Coleman Transform)的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法。該控制方法主要通過科 爾曼變換方法將葉根彎矩的周期載荷轉(zhuǎn)化為靜態(tài)輪穀傾覆和偏航力矩載荷，然后利用比例 積分(PI)控制器來(lái)減小該輪穀的靜態(tài)載荷及葉片的19、29、39、49周期載荷。從控制的角度 來(lái)看，雖然科爾曼坐標(biāo)變換能夠?qū)⒅芷跁r(shí)變的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變換為時(shí)不變系統(tǒng)，方便利用 經(jīng)典單輸入單輸出（SISO)理論進(jìn)行控制器參數(shù)設(shè)計(jì)，但是，其給傾覆和偏航變量帶來(lái)較為 嚴(yán)重的禪合，因此，利用經(jīng)典SISO理論設(shè)計(jì)出的控制器參數(shù)難W保護(hù)該獨(dú)立變獎(jiǎng)控制系統(tǒng) 的控制性能。另外，隨著葉片長(zhǎng)度和柔性的不斷增加，葉片的動(dòng)態(tài)特性變的不可忽略，力日之 變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，致使獎(jiǎng)距角參考給定值和葉片輸出載荷之間產(chǎn)生大的相位偏移，從 而導(dǎo)致現(xiàn)有獨(dú)立變獎(jiǎng)控制策略的載荷抑制效果較差。再次，葉片初始安裝角偏差及葉片本 身質(zhì)量分布不均等因素造成的葉輪不平衡問題，在當(dāng)前的大型風(fēng)電機(jī)組制造和安裝工藝水 平下不可避免。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組葉輪不平衡時(shí)，傾覆和偏航力矩上會(huì)產(chǎn)生Ip周期的不平衡載荷 分量。然而，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外提出的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法中大多并未考慮運(yùn)一問題，因此，其也難 W有效抑制由葉輪不平衡給風(fēng)電機(jī)組帶來(lái)的額外Ip不平衡載荷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時(shí)抑制風(fēng)電機(jī)組平衡和不平衡載荷， W提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和使用壽命的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法及裝置。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法， 包括:根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角；
[0006] 根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差 獎(jiǎng)距角；
[0007] 根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角；
[000引根據(jù)統(tǒng)一獎(jiǎng)距角、第一偏差獎(jiǎng)距角和第二偏差獎(jiǎng)距角和計(jì)算出最終獎(jiǎng)距角。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角， 包括：
[0010] S21，現(xiàn)慢所述風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速，W得出所述葉輪轉(zhuǎn)速現(xiàn)慢值；
[0011] S22,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值與葉輪轉(zhuǎn)速參考值的偏差，計(jì)算出用于限制 高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的所述統(tǒng)一獎(jiǎng)距角，其中計(jì)算出所述統(tǒng)一獎(jiǎng)距角的公式如下：
[0012]
[0013] 其中，A CO
為葉輪轉(zhuǎn)速偏差值，淀為統(tǒng)一變獎(jiǎng)獎(jiǎng)距角給定信號(hào)，kp為比例系數(shù)，ki為 積分系數(shù)，F(xiàn)k為增益系數(shù)，S為拉普拉斯算子。
[0014] 優(yōu)選地，所述方法還包括：
[001引 S31，現(xiàn)慢葉片的所述葉根載荷，W獲得所述葉根載荷現(xiàn)慢值；
[0016] S32,根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。
[0017] 優(yōu)選地，根據(jù)葉片的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng) 距角，包括：
[0018] S41，對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行相位補(bǔ)償，其中，相位補(bǔ)償公式為：
[0019]
[0020] 其中，Gc(S)為……a〉l為分度系數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)，S為拉普拉斯算子；
[0021] S42,根據(jù)相位補(bǔ)償后的所述葉根拍打彎矩生成抑制平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角； 其中，生成第一偏差獎(jiǎng)距角的公式為：
[0022]
[00剖其中，Kp功比例增益系數(shù)，Kri為諧振增益系數(shù)，W。1為截止頻率，h CO。1化=1，2，4) 為葉根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率，Gpri為第一偏差獎(jiǎng)距角，S為拉普拉斯算 子。
[0024] 優(yōu)選地，，根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng) 距角，包括：
[0025] S51，對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行科爾曼變換，W獲得傾覆力矩分量和偏航力矩分 量，其中，所述科爾曼變換公式為：
[0026]
[0027] 其中，Md為傾覆力矩分量，Mq為偏航力矩分量，Mi、M2、M3分別為第一葉片、第二葉片 和第=葉片的葉根拍打彎矩；
[0028] S52,根據(jù)所述傾覆力矩分量和偏航力矩分量計(jì)算出第二偏差獎(jiǎng)距角參考值，所述 計(jì)算公式為：
[0029]
[0030] 其中，Kp2為比例增益系數(shù)，Kr2為諧振增益系數(shù)，Wc2為截止頻率，《。2為輪穀Ip周期 不平衡載荷的頻率；
[0031] S53,根據(jù)所述第二偏差獎(jiǎng)距角參考值，計(jì)算出無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值；
[0032] S54,根據(jù)所述無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值計(jì)算出用于抑制葉片平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng) 距角。
[0033] 本發(fā)明還提供一種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置，包括：
[0034] 第一生成模塊，用于根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng) 一獎(jiǎng)距角；
[0035] 第二生成模塊，用于根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平 衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角；
[0036] 第=生成模塊，用于根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第 二偏差獎(jiǎng)距角；
[0037] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)統(tǒng)一獎(jiǎng)距角、第一偏差獎(jiǎng)距角和第二偏差獎(jiǎng)距角計(jì)算出最終 獎(jiǎng)距角。
[0038] 優(yōu)選地，第一生成模塊，具體包括：
[0039] 測(cè)量子模塊，用于測(cè)量所述風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速，W得出所述葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值；
[0040] 第一計(jì)算子模塊，用于根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值與葉輪轉(zhuǎn)速參考值的偏 差，計(jì)算出用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的所述統(tǒng)一獎(jiǎng)距角，其中計(jì)算出所述統(tǒng)一
獎(jiǎng)距;^的A井加!下.
[0041；
[0042] 其中，Ao為葉輪轉(zhuǎn)速偏差值，處為統(tǒng)一變獎(jiǎng)獎(jiǎng)距角給定信號(hào)，kp為比例系數(shù)，ki為 積分系數(shù)，F(xiàn)k為增益系數(shù)，S為拉普拉斯算子。
[0043] 優(yōu)選地，還包括：
[0044] 測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述葉根載荷，W獲得所述葉根載荷測(cè)量值；
[0045] 第四生成模塊，用于根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。
[0046] 優(yōu)選地，第二生成模塊，包括：
[0047] 補(bǔ)償子模塊，用于對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行相位補(bǔ)償，其中，相位補(bǔ)償公式為： [0048；
[0049J其中，Gc(S)為……a〉l為分度系數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)，S為拉普拉斯算子；
[0050]生成子模塊，用于根據(jù)相位補(bǔ)償后的所述葉根拍打彎矩生成抑制平衡載荷的第一 偏差獎(jiǎng)距角;其中，生成第一偏差獎(jiǎng)距角的公式為：
[0化1 ]
[0052]其中，Kp功比例增益系數(shù)，Kri為諧振增益系數(shù)，Wci為截止頻率，h?Di化=1，2,4) 為葉根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率，Gpri為第一偏差獎(jiǎng)距角，S為拉普拉斯算 子。
[0053] 優(yōu)選地，第=生成模塊，包括：
[0054] 第二計(jì)算子模塊，對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行科爾曼變換，W獲得傾覆力矩分量和 偏航力矩分量，其中，所述科爾曼變換公式為：
[0化5]
[0056] 其中，Md為傾覆力矩分量，Mq為偏航力矩分量，Mi、M2、M3分別為第一葉片、第二葉片 和第=葉片的葉根拍打彎矩；
[0057] 第=計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述傾覆力矩分量和偏航力矩分量計(jì)算出第二偏差獎(jiǎng) 距角參考值，所述計(jì)算公式為：
[0化引
[0059] 其中，Kp2為比例增益系數(shù)，Kr2為諧振增益系數(shù)，Wc2為截止頻率，《。2為輪穀Ip周期 不平衡載荷的頻率；
[0060] 第四計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述第二偏差獎(jiǎng)距角參考值，計(jì)算出無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給 定值；
[0061] 第五計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值計(jì)算出用于抑制葉片平衡載 荷的第二偏差獎(jiǎng)距角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果:本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù) 葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角，再根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后 的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角，再根據(jù)所述葉根載荷測(cè) 量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角，最后根據(jù)統(tǒng)一獎(jiǎng)距角、第一偏差獎(jiǎng) 距角和第二偏差獎(jiǎng)距角和計(jì)算出最終獎(jiǎng)距角，同時(shí)抑制了風(fēng)電機(jī)組平衡載荷和不平衡載 荷，從而提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和使用壽命。
【附圖說明】
[0062] 圖1為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的原理圖；
[0063] 圖2為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的其中一個(gè)實(shí)施例的流程 圖；
[0064] 圖3為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的其中一個(gè)實(shí)施例的生成 用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角的流程圖；
[0065] 圖4為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的其中一個(gè)實(shí)施例的生成 用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角的流程圖；
[0066] 圖5為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的其中一個(gè)實(shí)施例的生成 用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角的流程圖；
[0067] 圖6為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法與現(xiàn)有技術(shù)的統(tǒng)一變獎(jiǎng)控 制方法的葉輪不平衡風(fēng)電機(jī)組的葉片葉根彎矩頻譜的比較圖；
[0068] 圖7為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法與現(xiàn)有技術(shù)的統(tǒng)一變獎(jiǎng)控 制方法的葉輪不平衡風(fēng)電機(jī)組輪穀上的傾覆和偏航力矩頻譜的比較圖；
[0069] 圖8為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置的其中一個(gè)實(shí)施例的示意 圖；
[0070] 圖9為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置的其中一個(gè)實(shí)施例的示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0071] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。W下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0072] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)電機(jī)組難W有效抑制由葉輪不平衡給風(fēng)電機(jī)組帶來(lái)的額 外Ip不平衡載荷的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法。目 前所采用的風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)力機(jī)一般具有=片葉片，分別為葉片1、葉片2和葉片3。具有本發(fā) 明的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法所設(shè)及的風(fēng)電機(jī)組包括統(tǒng)一變獎(jiǎng)控制回路、平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制 回路和不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路，其原理圖如圖1所示。統(tǒng)一變獎(jiǎng)控制回路將葉輪轉(zhuǎn)速 測(cè)量值《和參考值的偏差A(yù) CO作為比例積分(PI)控制器的輸入，產(chǎn)生用于限制高風(fēng)速 下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角應(yīng);平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路，載荷測(cè)量傳感器裝置 巧慢出立葉片的葉根拍打彎矩祀、12、13，將經(jīng)過相位補(bǔ)償后的立個(gè)葉片的葉根載荷測(cè)量值 分別作為=個(gè)高諧波比例諧振(PR)控制器的輸入，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于=個(gè)葉片的用于抑制葉片平 衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角AA、A度、A毯；不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路將=個(gè)葉片的 葉根載荷測(cè)量值依此經(jīng)過科爾曼變換、控制、解禪控制和科爾曼逆變換幾個(gè)步驟，產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)于S個(gè)葉片的用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角A居"6,、A屬;,W、A度,,M。最 后，根據(jù)上述S個(gè)控制回路得出的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角保、第一偏差獎(jiǎng)距角A犀、A店、A錢和第 二偏差獎(jiǎng)距角A店:W、A保,W、A度""形成最終獎(jiǎng)距角參考信號(hào)保、戍、貨，分別送至對(duì)應(yīng) 的變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，W實(shí)現(xiàn)葉片的變獎(jiǎng)動(dòng)作，葉片最終的獎(jiǎng)距角為&、&、抗。
[0073] 應(yīng)當(dāng)理解，本文中的"高風(fēng)速"符合風(fēng)電機(jī)組技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域中對(duì)于風(fēng)速的一般性定 義。針對(duì)本發(fā)明，高風(fēng)速可W是一預(yù)設(shè)風(fēng)速值，也可W是本領(lǐng)域通常規(guī)范下的一高風(fēng)速值。 高風(fēng)速值的具體限定方式，不會(huì)對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案造成不清楚的影響。
[0074] 圖2為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的其中一個(gè)實(shí)施例的流程 圖，如圖2所示，本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法，具體可W包括如下步 驟：
[0075] SI,根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角；
[0076] S2,根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏 差獎(jiǎng)距角；
[0077] S3,根據(jù)葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角；
[0078] S4,根據(jù)統(tǒng)一獎(jiǎng)距角、第一偏差獎(jiǎng)距角和第二偏差獎(jiǎng)距角和計(jì)算出最終獎(jiǎng)距角。
[0079] 本實(shí)施例的技術(shù)方案根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的 統(tǒng)一獎(jiǎng)距角，再根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載荷的第一 偏差獎(jiǎng)距角，再根據(jù)葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角，最 后根據(jù)統(tǒng)一獎(jiǎng)距角、第一偏差獎(jiǎng)距角和第二偏差獎(jiǎng)距角和計(jì)算出最終獎(jiǎng)距角，同時(shí)抑制了 風(fēng)電機(jī)組平衡載荷和不平衡載荷，從而提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和使用壽命。
[0080]如圖3所示，為本實(shí)施例中生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距 角的流程圖，在如圖1所示的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，Sl進(jìn)一步包括：
[0081 ] S101，測(cè)量風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速，W得出葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值；
[0082] S102,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值與葉輪轉(zhuǎn)速參考值的偏差，計(jì)算出用于限 制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角，其中計(jì)算出統(tǒng)一獎(jiǎng)距角的公式如下：
[0083]
[0084] 其中，A ?為葉輪轉(zhuǎn)速偏差值，《為統(tǒng)一變獎(jiǎng)獎(jiǎng)距角給定信號(hào)，kp為比例系數(shù)，ki為 積分系數(shù)，F(xiàn)k為增益系數(shù)，S為拉普拉斯算子。
[0085] 如圖4所示，為生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角的流程圖。W下實(shí)施 例同時(shí)請(qǐng)參見圖1，本實(shí)施例在如圖2所示的實(shí)施例的步驟S2基礎(chǔ)上，采用平衡載荷獨(dú)立變 獎(jiǎng)控制回路來(lái)生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角的過程為：
[0086] S201，測(cè)量葉片的葉根載荷，W獲得葉根載荷測(cè)量值.
[0087] 具體地，在風(fēng)力機(jī)上設(shè)置有載荷測(cè)量傳感器裝置，該載荷測(cè)量傳感器裝置測(cè)量出 葉根載荷測(cè)量值，并將該葉根載荷測(cè)量值發(fā)送給平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路。由于葉片的 數(shù)量為=個(gè)，相應(yīng)地，載荷測(cè)量傳感器裝置所測(cè)量的葉根載荷測(cè)量值也為=個(gè)。
[0088] S202,根據(jù)葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。
[0089] 具體地，平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路根據(jù)=葉片的葉根載荷測(cè)量值分別生成=葉 片對(duì)應(yīng)的葉根拍打彎矩化、M2、M3。
[0090] S203，對(duì)葉根拍打彎矩進(jìn)行相位補(bǔ)償，其中，相位補(bǔ)償公式為：
[0091]
[0092] 其中，a〉l為分度系數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)，S為拉普拉斯算子。
[0093] 具體地，由于受葉片和變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的影響，獎(jiǎng)距角給定值與葉根拍打彎矩 之間存在較大的相位滯后，為取得更好的控制性能，將葉根拍打彎矩化、M2、M3發(fā)送至高諧波 PR控制器之前，最好利用超前補(bǔ)償器對(duì)其進(jìn)行相位補(bǔ)償。
[0094] S204,根據(jù)相位補(bǔ)償后的葉根拍打彎矩生成抑制平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角；其 中，生成第一偏差獎(jiǎng)距角的公式為：
[0095]
[0096] 其中，Kp功比例增益系數(shù)，Kri為諧振增益系數(shù)，W。1為截止頻率，h O。1化=1，2，4) 為葉根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率，Gpri為第一偏差獎(jiǎng)距角，S為拉普拉斯算 子。
[0097] 具體地，經(jīng)過相角補(bǔ)償后的葉根拍打彎矩Mi、M2、M3作為高諧波PR控制器的輸入信 號(hào)(其給定值分別為0)，產(chǎn)生抑制平衡載荷的偏差獎(jiǎng)距角A襪、A終、A《。為抑制葉根拍 打彎矩Mi、M2、M3的lp、2p和4p有害疲勞周期載荷分量，高諧波PR控制器在S域的傳遞函數(shù)如 下式所示：
[009引
[0099] 其中，Kp功比例增益系數(shù)，Kr功諧振增益系數(shù)，W。功截止頻率，h?Di化=1，2,4)， 為葉根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率。
[0100] 本實(shí)施例中，平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路在不經(jīng)過科爾曼變換的前提下，直接利 用高諧波PR控制回器對(duì)葉根彎矩進(jìn)行控制，避免了科爾曼變換帶來(lái)的系統(tǒng)禪合及隨之而來(lái) 的控制系統(tǒng)的控制效果不佳的問題，并且利用相位補(bǔ)償器減小了葉片柔性和變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)引起的控制系統(tǒng)相位偏移問題。
[0101] 如圖5所示，為生成最終獎(jiǎng)距角的流程圖。W下實(shí)施例同時(shí)請(qǐng)參見圖1，本實(shí)施例在 如圖2所示的實(shí)施例的步驟S3基礎(chǔ)上，采用不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路來(lái)生成用于抑制 輪穀不平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距角的過程為：
[0102] S301，測(cè)量葉片的葉根載荷，W獲得葉根載荷測(cè)量值。
[0103] S302,根據(jù)葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。
[0104] 具體地，在風(fēng)力機(jī)上設(shè)置有載荷測(cè)量傳感器裝置，該載荷測(cè)量傳感器裝置測(cè)量出 葉根載荷測(cè)量值，并將該葉根載荷測(cè)量值發(fā)送給平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路。由于葉片的 數(shù)量為=個(gè)，相應(yīng)地，載荷測(cè)量傳感器裝置所測(cè)量的葉根載荷測(cè)量值也為=個(gè)。不平衡載 荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路根據(jù)=葉片的葉根載荷測(cè)量值分別生成=葉片對(duì)應(yīng)的葉根拍打彎矩 Mi、M2、M3d
[0105] S303,對(duì)葉根拍打彎矩進(jìn)行科爾曼變換，W獲得傾覆力矩分量和偏航力矩分量，其 中，科爾曼變換公式為：
[0106]
[0107] 其中，Md為傾覆力矩分量，Mq為偏航力矩分量，Mi、M2、M3分別為第一葉片、第二葉片 和第=葉片的葉根拍打彎矩；
[0108] 具體地，對(duì)=葉片對(duì)應(yīng)的葉根拍打彎矩化、M2、M3進(jìn)行科爾曼變換，轉(zhuǎn)換為靜止坐標(biāo) 系下對(duì)應(yīng)于d、q軸的傾覆力矩分量Md和偏航力矩分量Mq。
[0109] S304,根據(jù)傾覆力矩分量和偏航力矩分量計(jì)算出第二偏差獎(jiǎng)距角參考值，計(jì)算公 式為：
[0110]
[0111] 其中，Kp2為比例增益系數(shù)，Kr2為諧振增益系數(shù)，《c2為截止頻率，《。2為輪穀Ip周期 不平衡載荷的頻率。
[0112] 具體地，不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路中的PR控制器根據(jù)靜止坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)于d、 q軸的傾覆力矩分量Md和偏航力矩分量Mq，計(jì)算出靜止坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)于d、q軸的獎(jiǎng)距角參考 值A(chǔ)錢、A/?,。
[0113] SJ05,根據(jù)第二偏差獎(jiǎng)距角參考值，計(jì)算出無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值。
[0114] 具體地，不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路中的解禪控制器根據(jù)靜止坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)于 d、q軸的獎(jiǎng)距角參考值A(chǔ)A、A/?，輸出靜止坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)于d、q軸的無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值 A《，-、A保,。需要說明的是，本實(shí)施例的解禪控制器可W基于葉片和變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單 傳遞函數(shù)模型通過前饋補(bǔ)償方法獲取。
[0115] S306,根據(jù)無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值計(jì)算出用于抑制葉片平衡載荷的第二偏差獎(jiǎng)距 角。
[0116] 具體地，對(duì)靜止坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)于d、q軸的無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值進(jìn)行科 爾曼逆變換，得到抑制不平衡載荷的偏差獎(jiǎng)距角給定信號(hào)A屬;,W、A屬;,W。所述 科爾曼逆變換的表達(dá)式如下：
[0117]
[011引 其中，
[0119] 根據(jù)統(tǒng)一變獎(jiǎng)回路輸出的統(tǒng)一變獎(jiǎng)獎(jiǎng)距角給定值《.、平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路 輸出的偏差獎(jiǎng)距角給定信號(hào)A巧、A度、A爲(wèi)及不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路輸出的偏差 獎(jiǎng)距角給定信號(hào)么麻，6,、A錢,W、ACw，得出S個(gè)葉片上最終的獎(jiǎng)距角：
[0120]
[0121]
[0122]
[0123] 將S個(gè)葉片上最終的獎(jiǎng)距角參考信號(hào)稱、度、《分別送至對(duì)應(yīng)的變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)，獲得實(shí)際的獎(jiǎng)距角:&、&、抗，從而實(shí)現(xiàn)了葉片的變獎(jiǎng)動(dòng)作。
[0124] 本實(shí)施例中的不平衡載荷獨(dú)立變獎(jiǎng)控制回路中的傳統(tǒng)科爾曼坐標(biāo)變換能夠?qū)⑷~ 根拍打彎矩的不平衡直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為靜止坐標(biāo)系下的交流周期信號(hào)，解決了葉輪不平衡信 號(hào)難W提取的問題，且采用前饋補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)傳統(tǒng)的科爾曼變換系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，解決了傾 覆和偏航變量存在的變量禪合的問題。
[0125] 如圖6所示，將本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法與現(xiàn)有技術(shù)的 統(tǒng)一變獎(jiǎng)控制方法的葉輪不平衡風(fēng)電機(jī)組的葉片葉根彎矩頻譜進(jìn)行比較?？蒞看出，在傳 統(tǒng)統(tǒng)一變獎(jiǎng)控制方法下，葉片載荷中含有大量的19、29、39、49平衡載荷分量。由圖6還可^ 進(jìn)一步看出，通過采用本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法后，葉根彎矩的 Ip、化和4p平衡載荷分量得W大幅度減小，但是，由于葉片化平衡載荷分量不會(huì)反映在輪 穀載荷上，且為了減少變獎(jiǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的頻繁動(dòng)作，本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變 獎(jiǎng)控制方法并沒有抑制該載荷分量。
[0126] 如圖7所示，將本實(shí)施例的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制兩種控制方法與現(xiàn)有技術(shù)的統(tǒng)一變獎(jiǎng)控 制方法的葉輪不平衡風(fēng)電機(jī)組輪穀上的傾覆和偏航力矩頻譜進(jìn)行比較?？蒞看出，在現(xiàn)有 技術(shù)的統(tǒng)一變獎(jiǎng)控制方法下，傾覆和偏航力矩中含有大量由lp、2p和4p葉片平衡載荷分量 引起的化平衡載荷分量，且含有由葉輪不平衡引起的Ip不平衡載荷分量。由圖7還可W進(jìn)一 步看出，通過采用本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法，傾覆和偏航力矩的 Ip不平衡載荷分量和化平衡載荷分量得W大幅度減小。
[0127] 圖6和圖7充分表明，本實(shí)施例的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法能夠同時(shí)有效的抑制風(fēng)電機(jī)組 平衡和不平衡載荷，對(duì)機(jī)組的可靠性和使用壽命的提高具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0128] 圖8為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置的實(shí)施例一的示意圖，如 圖8所示，本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置，具體可W包括第一生成模塊 81、第二生成模塊82、第=生成模塊83和計(jì)算模塊84。
[0129] 第一生成模塊81，用于根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的 統(tǒng)一獎(jiǎng)距角；
[0130] 第二生成模塊82,用于根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片 平衡載荷的第一偏差獎(jiǎng)距角；
[0131] 第=生成模塊83,用于根據(jù)葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪穀不平衡載荷的第二 偏差獎(jiǎng)距角；
[0132] 計(jì)算模塊84,用于根據(jù)統(tǒng)一獎(jiǎng)距角、第一偏差獎(jiǎng)距角和第二偏差獎(jiǎng)距角計(jì)算出最 終獎(jiǎng)距角。
[0133] 本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置，通過采用上述模塊抑制葉片 平衡載荷和輪穀不平衡載荷的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與上述圖2所示實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú) 立變獎(jiǎng)控制方法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制相同，詳細(xì)可W參考上述圖2所示實(shí)施例的記載，在此不再寶 述。
[0134] 圖9為本發(fā)明的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置的實(shí)施例二的示意圖，本 實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置在如圖8所示的實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一 步更加詳細(xì)地介紹本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖9所示，本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變 獎(jiǎng)控制裝置，進(jìn)一步可W包括：
[01巧]第一生成模塊81，具體包括：
[0136] 測(cè)量子模塊811，用于測(cè)量風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速，W得出葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值；
[0137] 第一計(jì)算子模塊812,用于根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值與葉輪轉(zhuǎn)速參考值的 偏差，計(jì)算出用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一獎(jiǎng)距角，其中計(jì)算出統(tǒng)一獎(jiǎng)距角 的公式如下：
[013 引
[0139] 其中，A CO為葉輪轉(zhuǎn)速偏差值，《為統(tǒng)一變獎(jiǎng)獎(jiǎng)距角給定信號(hào)，kp為比例系數(shù)，ki 為積分系數(shù)，F(xiàn)k為增益系數(shù)，S為拉普拉斯算子。
[0140] 進(jìn)一步地，抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置還包括：
[0141 ]測(cè)量模塊91，用于測(cè)量葉根載荷，W獲得葉根載荷測(cè)量值；
[0142]第四生成模塊92,用于根據(jù)葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。
[0143] 進(jìn)一步地，第二生成模塊82，具體包括：
[0144] 補(bǔ)償子模塊821，用于對(duì)葉根拍打彎矩進(jìn)行相位補(bǔ)償，其中，相位補(bǔ)償公式為：
[0145]
[0146] 其中，Gc(S)為……a〉l為分度系數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)，S為拉普拉斯算子；
[0147] 生成子模塊822,用于根據(jù)相位補(bǔ)償后的葉根拍打彎矩生成抑制平衡載荷的第一 偏差獎(jiǎng)距角;其中，生成第一偏差獎(jiǎng)距角的公式為：
[014 引
[0149] 其中，Kpi為比例增益系數(shù)，Kri為諧振增益系數(shù)，《。1為截止頻率，h?〇i化=1，2,4) 為葉根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率，Gpri為第一偏差獎(jiǎng)距角，S為拉普拉斯算 子。
[0150] 進(jìn)一步地，第=生成模塊83，包括：
[0151 ]第二計(jì)算子模塊831，對(duì)葉根拍打彎矩進(jìn)行科爾曼變換，W獲得傾覆力矩分量和偏 航力矩分量，其中，科爾曼巧換公式為：
[0152]
[0153] 其中，Md為傾覆力矩分量，Mq為偏航力矩分量，Mi、M2、M3分別為第一葉片、第二葉片 和第=葉片的葉根拍打彎矩；
[0154] 第=計(jì)算子模塊832,用于根據(jù)傾覆力矩分量和偏航力矩分量計(jì)算出第二偏差獎(jiǎng) 距角參考值，計(jì)算公式為：
[0155]
[0156] 其中，Kp2為比例增益系數(shù)，Kr2為諧振增益系數(shù)，Wc2為截止頻率，"。2為輪穀Ip周期 不平衡載荷的頻率；
[0157] 第四計(jì)算子模塊833,用于根據(jù)第二偏差獎(jiǎng)距角參考值，計(jì)算出無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定 值；
[0158] 第五計(jì)算子模塊834,用于根據(jù)無(wú)禪合獎(jiǎng)距角給定值計(jì)算出用于抑制葉片平衡載 荷的第二偏差獎(jiǎng)距角。
[0159] 本實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變獎(jiǎng)控制裝置，通過采用上述模塊抑制葉片 平衡載荷和輪穀不平衡載荷的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與上述圖3至8所示實(shí)施例的抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的 獨(dú)立變獎(jiǎng)控制方法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制相同，詳細(xì)可W參考上述圖3至7所示實(shí)施例的記載，在此不 再寶述。
[0160] W上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍 由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各 種修改或等同替換，運(yùn)種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變槳控制方法，其特征在于，包括： 根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一槳距角； 根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載荷的第一偏差槳距 角； 根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪轂不平衡載荷的第二偏差槳距角； 根據(jù)統(tǒng)一槳距角、第一偏差槳距角和第二偏差槳距角和計(jì)算出最終槳距角。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電 機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一槳距角，包括： S21，測(cè)量所述風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速，以得出所述葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值； S22,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值與葉輪轉(zhuǎn)速參考值的偏差，計(jì)算出用于限制高風(fēng) 速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的所述統(tǒng)一槳距角，其中計(jì)算出所述統(tǒng)一槳距角的公式如下：其中，Λ ω為葉輪轉(zhuǎn)速偏差值，爲(wèi):為統(tǒng)一變槳槳距角給定信號(hào)，kP為比例系數(shù)，ki為積分 系數(shù)，F(xiàn)k為增益系數(shù)，s為拉普拉斯算子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： S31，測(cè)量葉片的所述葉根載荷，以獲得所述葉根載荷測(cè)量值； S32，根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)葉片的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制 輪轂不平衡載荷的第一偏差槳距角，包括： S41，對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行相位補(bǔ)償，其中，相位補(bǔ)償公式為：其中，Gc(S)為……α>1為分度系數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)，s為拉普拉斯算子； S42,根據(jù)相位補(bǔ)償后的所述葉根拍打彎矩生成抑制平衡載荷的第一偏差槳距角；其 中，生成第一偏差槳距角的公式為：其中，Kpl為比例增益系數(shù)，Krl為諧振增益系數(shù)，COcl為截止頻率，hco C^h = I，2,4)為葉 根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率，Gpr1為第一偏差槳距角，s為拉普拉斯算子。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪 轂不平衡載荷的第二偏差槳距角，包括： S51，對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行科爾曼變換，以獲得傾覆力矩分量和偏航力矩分量，其 中，所述科爾曼變換公式為：其中，Md為傾覆力矩分量，Mq為偏航力矩分量，Ml、M2、M3分別為第一葉片、第二葉片和第 三葉片的葉根拍打彎矩； S52,根據(jù)所述傾覆力矩分量和偏航力矩分量計(jì)算出第二偏差槳距角參考值，所述計(jì)算 公式I.其中，Kp2為比例增益系數(shù)，Kr2為諧振增益系數(shù)，《。2為截止頻率，《。 2為輪轂Ip周期不平 衡載荷的頻率； S53，根據(jù)所述第二偏差槳距角參考值，計(jì)算出無(wú)耦合槳距角給定值； S54,根據(jù)所述無(wú)耦合槳距角給定值計(jì)算出用于抑制葉片平衡載荷的第二偏差槳距角。6. -種抑制風(fēng)電機(jī)組載荷的獨(dú)立變槳控制裝置，其特征在于，包括： 第一生成模塊，用于根據(jù)葉輪轉(zhuǎn)速生成用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的統(tǒng)一槳 距角； 第二生成模塊，用于根據(jù)經(jīng)過相位補(bǔ)償后的葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制葉片平衡載 荷的第一偏差槳距角； 第三生成模塊，用于根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成用于抑制輪轂不平衡載荷的第二偏 差獎(jiǎng)距角； 計(jì)算模塊，用于根據(jù)統(tǒng)一槳距角、第一偏差槳距角和第二偏差槳距角計(jì)算出最終槳距 角。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，第一生成模塊，具體包括： 測(cè)量子模塊，用于測(cè)量所述風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速，以得出所述葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值； 第一計(jì)算子模塊，用于根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的葉輪轉(zhuǎn)速測(cè)量值與葉輪轉(zhuǎn)速參考值的偏差，計(jì) 算出用于限制高風(fēng)速下風(fēng)電機(jī)組輸出功率的所述統(tǒng)一槳距角，其中計(jì)算出所述統(tǒng)一槳距角 的公式如下：其中，Λ ω為葉輪轉(zhuǎn)速偏差值，處為統(tǒng)一變槳槳距角給定信號(hào)，kP為比例系數(shù)，h為積分 系數(shù)，F(xiàn)k為增益系數(shù)，s為拉普拉斯算子。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括： 測(cè)量模塊，用于測(cè)量所述葉根載荷，以獲得所述葉根載荷測(cè)量值； 第四生成模塊，用于根據(jù)所述葉根載荷測(cè)量值生成葉根拍打彎矩。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，第二生成模塊，包括： 補(bǔ)償子模塊，用于對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行相位補(bǔ)償，其中，相位補(bǔ)償公式為：其中，Gc(S)為……α>1為分度系數(shù)，T為時(shí)間常數(shù)，s為拉普拉斯算子； 生成子模塊，用于根據(jù)相位補(bǔ)償后的所述葉根拍打彎矩生成抑制平衡載荷的第一偏差 槳距角;其中，生成第一偏差槳距角的公式為：其中，Kpl為比例增益系數(shù)，Krl為諧振增益系數(shù)，COcl為截止頻率，= 1，2,4)為葉 根拍打彎矩的lp、2p和4p周期載荷分量的頻率，Gpr1為第一偏差槳距角，s為拉普拉斯算子。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，第三生成模塊，包括： 第二計(jì)算子模塊，對(duì)所述葉根拍打彎矩進(jìn)行科爾曼變換，以獲得傾覆力矩分量和偏航 力矩分量，其中，所述科爾曼變換公式為：其中，Md為傾覆力矩分量，Mq為偏航力矩分量，Ml、M2、M3分別為第一葉片、第二葉片和第 三葉片的葉根拍打彎矩； 第三計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述傾覆力矩分量和偏航力矩分量計(jì)算出第二偏差槳距角 參考值，所述計(jì)算公式為：其中，Kp2為比例增益系數(shù)，Kr2為諧振增益系數(shù)，《。2為截止頻率，CO tl2為輪轂Ip周期不平 衡載荷的頻率； 第四計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述第二偏差槳距角參考值，計(jì)算出無(wú)耦合槳距角給定值； 第五計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述無(wú)耦合槳距角給定值計(jì)算出用于抑制葉片平衡載荷的 第二偏差槳距角。
【文檔編號(hào)】F03D7/00GK106014857SQ201610321017
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】楊超, 李輝, 許競(jìng), 楊長(zhǎng)青, 李文琦, 幺乃鵬, 王震學(xué), 張志強(qiáng), 徐國(guó)慶, 劉暢, 張凱, 榮景玉, 谷文卓, 蘇永祥, 陳自強(qiáng), 高樹濱, 白昀, 劉長(zhǎng)春, 范群力, 王小江
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司