[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

说明书

本发明公开了一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法与模块，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；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，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。

技术领域

本发明涉及风力发电机组的技术领域，尤其是指一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法与模块。

背景技术

由于海上风电优势明显，风资源好，风速稳定，而且东南沿海一带经济发达，电量需求量大，可自行解决消纳问题，提高风电能利用率，因此海上风电将迎来快速发展。基于海上风电技术近几年的积累，目前已逐步向深水海域发展，漂浮式基础型式(浮台)是未来的发展趋势所在。

漂浮式基础型式(浮台)目前常见的概念有：Spar、半潜式(浮筒)、张力腿(TLP)等。Spar结构基础：通过压载舱使得整个结构系统的重心位于浮心之下以保证风机的稳定，通过辐射状的系缆来保持风机的位置。半潜式(浮筒)结构基础：依靠自身重力和浮力的平衡及系缆回复力来保证机组的稳定。半潜式(浮筒)在相同的载荷下性能中等。TLP结构基础：剩余浮力提供给张力筋腱一定的预张力来保持机组的稳定。张力腿有更小的负载，但制造成本高。

考虑其优缺点，目前采用半潜式基础比较常见。半潜式基础虽在运输和安装时具有良好的稳定性，安装费用比Spar式和TLP式基础节省。水线面面积较大，摇荡性能较好，但是它的缺点是垂向运动时回复力小，垂荡运动较显著。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法，通过微调桨距角，减小机组受力，从而减小浮台纵摇角度，保障海上漂浮式风电机组安全稳定运行，而且对浮台纵摇角度进行监测，当浮台纵摇角度大于某一值时，机组触发警报停机，从而保护机组。

本发明的第二目的在于提供一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制模块。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法，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。

所述的海上漂浮式风电机组浮台纵摇加阻控制方法，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；