[发明专利]一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法与模块

权利要求书

1.一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法，其特征在于：首先，实时测量浮台纵摇角度和风速；将测量到的浮台纵摇角度与对应警报限定值进行对比，如果大于或等于警报限定值，机组则触发警报停机，如果小于警报限定值，机组则正常运行；然后根据实时风速，线性插值计算得到是否启动浮台纵摇加阻控制策略的阀值；当浮台纵摇角度小于对应阀值时，则不启动浮台纵摇加阻控制策略，此时变桨给定值为机组的变桨控制器输出的变桨速率值经过限幅后乘以控制器循环时间常数；当浮台纵摇角度不小于对应阀值时，则启动浮台纵摇加阻控制策略：将测量到的浮台纵摇角度进行滤波后，通过P控制器，得到一个额外变桨速率值，并与变桨控制器输出的变桨速率值叠加，经过限幅后得最终的变桨速率值，再将最终的变桨速率值乘以控制器循环时间常数，得到最终的变桨给定值，输送给机组的变桨执行器执行，最终通过调节叶片角度，改变机组的受力，从而减小浮台纵摇幅度，保证机组的安全稳定运行。

2.根据权利要求1所述的一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量浮台纵摇角度α和风速v；

2)判断机组是停机还是正常运行；

将测量到的浮台纵摇角度α与对应警报限定值进行对比，如果大于或等于警报限定值，则机组触发警报停机，如果小于警报限定值，则机组正常运行；

3)根据风速计算是否启动浮台纵摇加阻控制策略的阀值；

采用线性插值法计算不同风速对应阀值：首先，根据风电机组的运行数据，建立实时风速v与阀值F对应表，根据对应表线性插值计算出不同风速下启动浮台纵摇加阻控制策略的阀值F大小；再与实时浮台纵摇角度α值进行对比，如果α值大于或等于对应阀值F，则启动浮台纵摇加阻控制策略，如果α值小于对应阀值F，则不启动浮台纵摇加阻控制策略；

4)计算额外变桨速率值；

测量到的浮台纵摇角度α，经过传递函数F(s)滤波得到一个额外的变桨速率值Δpitchrate；

Δpitchrate＝α*F(s)

式中，F(s)为传递函数，包括一个二阶低通滤波器，一个超前滞后滤波，以及P控制器k_p，其中，s为拉普拉斯算子，ξ为阻尼系数，ω为频率，T₁和T₂为时间常数，Δpitchrate为当前时刻通过浮台纵摇角度α得到的额外变桨速率值Δpitchrate；

5)确定变桨给定值；

如果α≥F，则启动浮台纵摇加阻控制策略，此时变桨速率指令pitchrate_demand等于变桨控制器输出的变桨速率指令pitchrate_original加上额外变桨速率值Δpitchrate，并经过限幅得最终的变桨速率值pitchrate_demandf，则最终的变桨给定值pitchangle_demand为最终的变桨速率值pitchrate_demandf乘以控制器循环时间常数cycletime，即：

pitchrate_demand＝pitchrate_original+Δpitchrate

pitchangle_demand＝pitchrate_demandf*cycletime

如果α＜F，则不启动浮台纵摇加阻控制策略，此时变桨给定值pitchangle_demand等于变桨控制器输出的变桨速率指令pitch_original经过限幅后得最终的变桨速率值pitchrate_originalf乘以控制器循环时间常数cycletime，即：

pitchangle_demand＝pitchrate_originalf*cycletime

变桨控制器根据确定的变桨给定值，得到最终变桨指令；

6)桨距角变桨执行；

变桨执行器根据变桨控制器发出的最终变桨指令调节叶片桨距角，改变机组的受力，从而减小浮台纵摇幅度，保证机组的安全稳定运行。