[发明专利]一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法

权利要求书

1.一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，风力发电机整个控制系统由变桨距控制系统与转矩控制系统组成，在风机运行的过程之中，桨距PID控制器与转矩控制器同时运行，其中变桨距控制由桨距PID控制器实现，转矩控制由转矩控制器实现。

2.如权利要求1所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，变桨距控制系统包括桨距偏差计算模块、桨距PID控制器模块、桨距位置限幅模块；所述变桨距控制由桨距PID控制器实现是指，先由桨距偏差计算模块计算出桨距偏差，再与桨距控制的转速误差合成为桨距联合偏差，再将桨距联合偏差输入桨距PID控制器模块，桨距PID控制器模块对桨距联合偏差处理后的输出数据给桨距位置限幅模块，得到了桨距控制命令的中间值，再将桨距控制命令的中间值与塔架加阻模块合成之后，经过处理计算后所得到桨距角，并将最终结果输出作为桨距命令输出的最终值发送至桨距执行机构执行变桨动作。

3.如权利要求2所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，桨距控制的转速误差是由经过低通、带通、带阻等滤波器滤波处理后的发电机测量转速与桨距控制的转速参考点相减得到，而桨距控制的转速参考点即为额定转速；桨距控制命令的中间值还将作为转矩控制系统的转矩偏差计算模块的输入值。

4.如权利要求1所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，转矩控制系统包括转矩偏差计算模块、转矩PID控制器模块、转矩大小限幅模块；桨距控制命令的中间值作为转矩偏差计算模块的输入信号，经过转矩偏差计算模块的处理之后得到转矩偏差，转矩偏差与转矩控制的转速误差的差值称为转矩联合偏差，转矩联合偏差作为转矩PID控制器模块的输入，经过转矩PID控制器模块处理后输出的信号经过转矩大小限幅模块后，得到了转矩控制命令的中间值，这一中间值与传动链加阻模块计算得到的转矩在一起经过处理后，所得的输出作为转矩命令输出的最终值发送至转矩执行机构执行变转矩动作。

5.如权利要求4所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，所述转矩联合偏差的转矩控制的转速误差是滤波后的发电机转速与转矩控制的转速参考点相减得到转矩控制的转速误差，而转矩控制的转速参考点在发电机的低转速段与高转速段分别设定了不同的转速点。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，在桨距偏差计算模块的内部，桨距偏差发生器接收转矩PID控制器输出的转矩命令中间值，根据非线性环节的特性采用插值的方法生成相应的偏差，偏差乘以桨距偏差增益后再经过延迟环节输出桨距偏差，桨距控制的转速误差与桨距偏差的差值构成桨距联合偏差，桨距联合偏差输入到桨距PID控制器模块，控制器模块经过计算输出桨距指令。

7.如权利要求1-5任意一项所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，桨距偏差发生器是一个非线性环节计算器；横轴是输入转矩命令，纵轴是生成的桨距偏差，桨距偏差发生器的非线性环节主要包括以下几种形式，从总体趋势上来看，桨距偏差随着转矩命令的增大而减少，当转矩命令达到额定转矩时桨距偏差为0，至于减小的趋势则根据风电机组的参数不同而有所变化；桨距偏差增益对桨距偏差发生器生成的偏差进行增益放大以及量纲转换，变换后的桨距偏差与转速误差的量纲相同；桨距偏差延迟环节是对生成的桨距偏差进行滞后滤波，主要作用是延迟偏差变化的时间，避免短时阵风的干扰，进一步降低了转矩控制器与桨距控制器同时作用的可能性，增强转矩控制器与桨距控制器的解耦效果。

8.如权利要求1-5任意一项所述的一种大型风电机组变桨距控制与转矩控制的解耦控制方法，其特征在于，在转矩偏差计算模块中，转矩偏差发生器接收桨距PID控制器输出的经过限幅的桨距命令中间值，根据非线性环节的特性采用插值的方法生成相应的偏差，偏差乘以转矩偏差增益后再经过延迟环节输出转矩偏差，转矩偏差与转矩控制的转速误差之和构成转矩联合偏差，转矩联合偏差输入到转矩PID控制器模块，转矩控制器模块经过计算输出转矩指令。