[发明专利]基于模型辨识的风电机组控制参数再调校装置、系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，尤其是涉及一种应用于风力发电机组的基于模型辨识的控制参数再调校装置、系统及其方法。

背景技术

当今，随着风力发电技术领域的进展，风力发电机组广泛采用变速变桨技术，为了保证风电机组变速变桨运行，在控制系统正常发电控制设计时，一般包括转矩控制和变桨控制两大部分。同时，为了减小机组载荷，避免共振或减小振动，在设计时加入传动链加阻、塔架加阻控制，以保证机组在生命周期范围内安全可靠运行。然而，无论是转矩控制、变桨控制，还是传动链加阻、塔架加阻，均依赖于风电机组的整机模型，如机组转矩响应模型、变桨响应模型和机组结构模态情况。

目前，现有技术中，在风电机组的整机模型建模方面，普遍的做法是：利用专用的整机设计软件，如：GH-Bladed对整机的各个部件分别进行建模，如叶片、轮毂、传动链、机舱、塔架、发电机等建模，再利用软件计算出机组的结构模态，然后对整机模型进行线性化处理，得到机组的线性化模型，通过时域和频域分析，进而得到合适的控制参数。这种做法存在一种风险，即很难保证整机建模时的模型与真机完全一致，导致设计出来的控制参数与实际不匹配，达不到预期的控制效果，无法减小风电机组的载荷，影响了风电机组的安全可靠运行。

同时，变速变桨风电机组在正常发电控制过程中的控制参数（包括转矩控制、变桨控制、传动链加阻、塔架加阻控制等）均通过线性设计而来，这些参数的整定依赖于风电机组的结构模态和执行机构的响应情况。目前，在风电机组控制参数设计方面，普遍的做法是通过专业软件，如：GH Bladed建立整机模型，得出风电机组的坎贝尔图，分析出风电机组可能存在共振模态。在进行线性化后得到风电机组的组态空间方程，通过时域和频域分析，整定出控制参数。目前，控制系统参数的设计时均基于专业软件，如：GH Bladed线性化后的机组模型以及结构模态（坎贝尔图），具体操作过程为：

（1）风电机组整机模型建模后，计算出各部件的结构模态，形成坎贝尔图，分析可能存在的共振情况；

（2）对模型进行线性化处理，得出控制系统参数整定的控制模型，根据控制理论整定出控制参数。

这种做法虽然充分利用已有的设计经验，满足整机开发时的载荷计算要求。但是也存在着两个致命的缺陷：

（1）现有技术中的风电机组整机模型建模和控制系统参数的设计过程，在线性化时忽略了风电机组本身高度非线性特性；

（2）现有技术中的风电机组整机模型建模和控制系统参数的设计过程，机组建模参数与真机一致性难以保证，整机建模的模型无法与真机完全匹配，导致机组的一些结构模态、执行机构的响应存在偏差，无法完全确保控制系统的有效性，存在风险。如将这样建模后整定出来的控制参数直接用于真机运行，会由于模型误差导致控制参数出现偏差，对机组安全性带来一定影响，如传动链加阻可以减小齿轮箱的疲劳载荷、塔架加阻减小塔顶载荷和振动，如果参数取值不合适，起不到减小载荷控制的效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于模型辨识的风电机组控制参数再调校装置、系统及其方法，能够在风电机组运行后，通过采集运行数据，对影响风电机组控制效果的机组模型参数进行辨识，根据辨识的结果修正整机模型，对控制参数进行再调校，确保控制参数的有效性。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种基于模型辨识的风电机组控制参数再调校装置的技术实现方案，基于模型辨识的风电机组控制参数再调校装置，包括：数据采集模块、风电机组模型辨识模块和控制参数再调校模块。在风电机组运行后，所述数据采集模块采集所述风电机组的运行数据，所述风电机组模型辨识模块读取所述风电机组的运行数据，对影响所述风电机组控制效果的风电机组模型参数进行辨识并将辨识结果输出至所述控制参数再调校模块，所述控制参数再调校模块根据辨识的结果修正所述风电机组的整机模型，对所述风电机组的控制参数进行再调校，并将所述控制参数输出至主控系统，由所述主控系统控制所述风电机组运行。