[发明专利]一种风电机组变桨系统切换控制方法

说明书

本发明公开了一种风电机组变桨系统切换控制方法，包括按顺序进行的下列步骤：1)采集风电机组运行过程中的数据集；2)将步骤1)获得的数据集输入到预先建立的变桨控制切换模型中，并利用该模型对风电机组变桨系统子控制器模型进行切换输出控制；该子控制器模型通过变桨控制切换模型生成，且将控制输出反馈给变桨控制切换模型；其中，变桨控制切换模型由切换率进行控制；该风电机组变桨系统切换控制方法在保证风电机组能够安全可靠、稳定地运行的前提下，能较好地保证控制器的输出。

技术领域

本发明涉及风电控制系统设计技术领域，特别涉及一种风电机组变桨系统切换控制方法。

背景技术

随着风电机组大型化和工况的日益复杂，目前，变桨控制系统是造成非正常停机最主要的原因，部分机组因控制设置原因被动降容运行。如何合理地建立风电机组运行的数学模型，设计出基于切换模型的鲁棒子控制器，提高变桨控制系统整体稳定性能，提高发电效率和经济收益，降低运维成本，已成为风力发电投资、建设必须尽快解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电机组变桨系统切换控制方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种风电机组变桨系统切换控制方法，包括按顺序进行的下列步骤：

1)采集风电机组运行过程中的数据集；

2)将步骤1)获得的数据集输入到预先建立的变桨控制切换模型中，并利用该模型对风电机组变桨系统子控制器模型进行切换输出控制；该子控制器模型通过变桨控制切换模型生成，且将控制输出反馈给变桨控制切换模型；其中，变桨控制切换模型由切换率进行控制；

该变桨控制切换模型的搭建方法如下：

根据数据集，选定m个风速指标数据，采用新型Kalman滤波和区间回归分析方法在线辨识风能利用系数，选取在线辨识计算得到的风能利用系数衰减率为工作点，建立变桨控制系统切换模型，如下式所示：

其中，x＝(Δω_g Δβ₁ Δβ₂ Δβ₃)^T的分量依次表示第(i，j)个子控制器的发电机转速增量和三个桨距角增量；(A_i，j，B_i，j，T_i，j，C_i，j)为第(i，j)个子控制器待辨识的参数；y＝ΔP表示功率增量；u为桨距角指令；w为风速。

进一步的，所述的子控制器模型的搭建方法为：

将变桨控制切换模型离散化，离散化后得到数据集合，通过模糊聚类的方法选择与指定工作点邻近的数据，采用最小辨识二乘法得到(A_i，j，B_i，j，T_i，j，C_i，j)，建立相应的子控制器模型。

进一步的，所述的变桨控制切换模型对子控制器模型进行切换输出控制的方法为：

计算每一个采样数据点的AC值，AC值为区间段内的区间风能利用系数衰减率，该AC值结合指定区间段计算出风能利用系数衰减率，来切换不同的子控制器模型。

进一步的，所述的区间风能利用系数衰减率AC的计算方法为：

其中，C_p(λ，β₁，β₂，β₃)为风电机组所设计的风能利用系数，λ为叶尖速比，λ＝ωR/w，ω为叶轮转速，R为叶片长度，(β₁，β₂，β₃)为三个桨距角，ρ为空气密度，S为扫风面积。