[发明专利]风力发电机组转速转矩控制方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种风力发电机组转速转矩控制方法、系统、设备及存储介质，属于风力发电领域，通过在不同转速下设置不同的转速转矩控制增益，考虑不同转速下风力发电机组转速转矩的控制特性，考虑风电机组不同转速下的非线性及强耦合特点，最大程度避免机组经历不同转速下的控制稳定性，提高机组在不同转速下的运行安全。本发明采用设置两套不同的转速转矩控制增益的方式，克服了传统方式中统一采用一套转速转矩控制增益，未考虑不同转速下风电机组的转速转矩的响应特性带来的控制效果偏差，从而充分考虑不同转速下的控制特性，最大程度避免在不同风速/转速段发生转矩控制不稳定的情况发生。

技术领域

本发明属于风力发电领域，涉及一种风力发电机组转速转矩控制方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

水平轴风力发电机的风轮吸收风能旋转，进而带动连接的发电机旋转发电。在额定风速以下时，风力发电机组采用控制转矩的方式来使发电机转速达到设定目标值，完成控制转速的任务，其在不同转速段的控制方式不同，控制目标也不同。在发电机转速达到并网转速并且已经并网发电，其转速-转矩控制的目标为控制发电机转速维持在并网转速并提高发电机转矩，当风速增加，发电机转速进一步提高时采用固定或可变的控制增益来计算可吸收风能最大的发电机转矩，其转速与转矩的关系呈二次方。当风速进一步增加，发电机转速增加到额定转速时，由于此时发电机转速与对应的发电机转矩的乘积尚达不到额定功率，有必要进行转速-转矩控制来保持转速在额定转速不变的情况下提升发电机转矩以达到满发功率。

现有针对此问题的技术方案包括：两段转速-转矩的控制目标均为保持发电机转速不变，控制发电机转矩，因此引入经典控制理论中PI控制，但一般两段PI控制设置的控制增益相同。由于两段PI控制的转速控制目标值不同，其叶轮惯量相差较大，风力发电机组在实际运行中呈现非线性，强耦合的特点，其在不同转速下的转矩响应也不同。

发明内容

为了克服上述现有技术中，未考虑不同转速下发电机组转速转矩不同的响应特性的缺点，本发明的目的在于提供一种风力发电机组可变增益的转速转矩控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种风力发电机组可变增益的转速转矩控制方法，包括如下步骤：

步骤1)设定检测周期，获取检测周期内的初始发电机运行值，并对初始发电机运行值进行处理得到处理后的发电机运行值；

步骤2)将初始发电机运行值和预设运行值分别进行对比；

基于风力发电机组性能得到预设运行值，预设运行值包括并网运行值和额定运行值；

当初始发电机运行值达到预设运行值，则以此预设运行值为此转速-转矩控制回路的发电机运行设定值，结合处理后的发电机运行值计算，得到此转速-转矩控制回路的控制增益，基于控制增益计算得到发电机转矩，基于发电机转矩进行发电机转矩控制。

优选地，步骤1)所述的处理是对初始发电机运行值进行滤波处理。

优选地，步骤2)中，控制增益的获取过程具体为：

首先计算发电机运行值差值，发电机运行值差值为预设运行值与处理后的发电机运行值之差；再基于发电机运行值差值计算得到控制增益。

进一步优选地，发电机转矩通过控制增益参与PI控制计算得到；

PI控制计算过程中，输入为发电机运行值差值，输出为发电机转矩。

优选地，步骤2)中，当初始发电机运行值未达到并网运行值，则风力发电机组仍处于启动状态，未进入并网运行状态；

当初始发电机运行值未达到额定运行值，则发电机转速和转矩为二次方关系，发电机转速和转矩之间的关系系数为最优增益。

优选地，发电机运行值为转速、功率和桨距角的任一种。