[发明专利]一种风力发电机组叶片减振控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电机组叶片减振控制方法及系统。

背景技术

我国风能发展的潜力巨大，尤其在沿岸很多地方风能资源丰富，具备很好的开发前景，通过在这些地点建立风力发电机组可以充分利用这些能量，创造巨大的经济价值。

风力发电机组控制系统是整个发电机组的核心，直接影响着整个发电系统的性能。由于风机机组叶片受到阵风推力产生的轴向方向上的载荷巨大，风速的微小变化就会引起轴向力较大的变化，引起叶片在轴向方向上的振动，所以设计合理的控制系统会对叶片进行降载减振，从而降低叶片、轮毂以及其他相关部件的载荷，这对延长风力发电机组的运行寿命起着至关重要的作用。现有风力发电机组控制系统通过设置变桨机构，在风速过大的时候变换桨叶角度来改变叶片处的空气入流角，减小叶片受到的轴向载荷，但是变桨动作所需要的扭矩巨大，同时叶片本身具有较大的转动惯量，作为变桨执行机构的低速大扭矩电机的响应时间延迟较大，不能及时的进行变桨动作，导致叶片轴向方向上振动过大、载荷过高，无法达到叶片所能承受的范围，影响了叶片以及整个机组的性能和寿命，导致风力发电机组的维护成本居高不下。

由此可见，上述现有的风力发电机组控制方法及系统在设计与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种能够在海流流速或风速变化的时候改变叶片轴向振动的阻尼，减小叶片的轴向振动和载荷，保证风力发电机组控制系统的控制性能，提高风力发电机组运行寿命的风力发电机组叶片减振控制方法及系统，实属当前本领域的重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种风力发电机组叶片减振控制方法及系统，使其能够在海流流速或风速变化的时候改变叶片轴向振动的阻尼，减小叶片的轴向振动和载荷，保证风力发电机组控制系统的控制性能，提高风力发电机组运行寿命。

为解决上述技术问题，本发明一种风力发电机组叶片减振控制方法，包括以下步骤：预设叶片振动加速度参考值；采集得到叶片的振动加速度测量值；将所述测量值与参考值进行比较；根据比较结果控制叶片减振。

作为本发明的一种改进，所述的减振采用液压减振。

所述的控制叶片减振是通过调节液压减振器的节流孔流通面积来实现，所述的液压减振器节流孔流通面积的调节目标值的计算公式为：

u=KPe+KI∫e+KDdedt]]>

其中，K_P、K_I、K_D分别为比例、积分、微分系数，e为叶片振动加速度测量值和参考值的差值，所述的参考值为0。

所述的叶片的振动加速度测量值先经过滤，去除噪声影响后再与参考值进行比较。

此外，本发明还提供了一种风力发电机组叶片减振控制系统，包括：采集得到叶片的振动加速度测量值的叶片振动信号采集系统；控制叶片减振的减振控制执行系统；以及预设叶片振动加速度参考值，接收叶片振动信号采集系统输出的叶片振动加速度测量值，并根据该测量值与参考值的比较结果控制减振控制执行系统的减振控制计算系统。

作为进一步改进，所述的叶片振动信号采集系统采用振动加速度传感器。

所述的叶片振动信号采集系统还包括设置在振动加速度传感器的输出端的滤波器。

所述的减振控制执行系统采用液压减振器。

所述的减振控制计算系统采用PID控制器。

所述的PID控制器采用的计算公式为：