[发明专利]一种柔性塔架风电机组转速共振频率穿越控制方法及系统

权利要求书

1.一种柔性塔架风电机组转速共振频率穿越控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取基础计算数据，基础计算数据包括通过塔架模态在线辨识系统得到的第n个控制周期的塔架左右方向一阶模态频率ω₀(n)和阻尼比B₀(n)，通过塔架振动传感器得到的第n个控制周期的塔顶左右方向运动加速度a_ss(n)，通过编码器测得的第n个控制周期的风轮转速ω_r(n)，以及第n个控制周期的运行模式标志位A，标志位A初值设置为0；

(2)对塔顶左右方向运动的加速度a_ss进行处理；

(3)求得第n个控制周期的滤波器后塔顶左右方向运动加速度a_ss0的均方根；

(4)如果a_ss1(n)≤ε，则A设置为0；

如果ε＜a_ss1(n)≤2ε，则A设置为1；

如果2ε＜a_ss1(n)≤5ε，则A设置为2；

如果a_ss1(n)＞5ε，则A设置为3；

式中，ε为较小正数，a_ss1(n)为第n个控制周期的滤波器后塔顶左右方向运动加速度a_ss0的30s均方根；

根据运行标志位A进行不同运行状态：

如果A＝0，则第n个控制周期的风轮转速偏差Δω(n)为：

Δω(n)＝0

控制风电机组风轮转速沿MPPT(最大能量跟踪)模式的最优转速曲线运行；

如果A＝1，则第n个控制周期的风轮转速跳跃偏差值Δω(n)为：

式中，C₀风轮转速跳跃偏差初值，D为常数，a_ss2(n)为第n个控制周期的滤波器后塔顶左右方向运动加速度a_ss0的600s均方根，B₀(n)为第n个控制周期的塔架左右方向一阶模态阻尼比；

且

式中：Δω(n-1)为第n-1个控制周期的风轮转速跳跃偏差值，k为风轮转速跳跃偏差变化限制值，T为控制周期；

低速段风轮转速上限ω₁(n)为：

高速段风轮转速下限ω₂(n)为：

控制风电机组风轮转速沿低速段最优控制曲线，即上限为ω₁(n)，下限为风轮最小稳定运行转速ω_min，或高速段最优控制曲线，上限为风轮最大稳定运行转速ω_max，下限为ω₂(n)，运行，两种模式之间采用转速快速跳跃方式进行切换控制；

如果A＝2，则第n个控制周期的风轮转速跳跃偏差值Δω(n)为：

低速段风轮转速上限ω₁(n)为：

高速段风轮转速下限ω₂(n)为：

控制风电机组风轮转速沿低速段最优控制曲线，上限为ω₁(n)，下限为风轮最小稳定运行转速ω_min，或高速段最优控制曲线，上限为风轮最大稳定运行转速ω_max，下限为ω₂(n)，运行，两种模式之间采用转速快速跳跃方式进行切换控制；

如果A＝3，则风电机组报过振动故障停机。

2.根据权利要求1所述的一种柔性塔架风电机组转速共振频率穿越控制方法，其特征在于，所述步骤(2)对塔顶左右方向运动的加速度a_ss分别进行低通滤波和带通滤波，得到滤波后塔顶左右方向运动的加速度a_ss0(n)。

3.一种用于实现权利要求1所述的柔性塔架风电机组转速共振频率穿越控制方法的系统，其特征在于，包括塔架模态在线辨识系统、塔架振动传感器和测速编码器，塔架模态在线辨识系统分别与塔架振动传感器、测速编码器相连，所述塔架振动传感器安装在塔架顶部。