[发明专利]一种桨距控制器的增量式PID动态调节控制方法

说明书

一种桨距控制器的增量式PID动态调节控制方法，步骤如下：1)设定启用动态调节的转速门限系数K_Gain，比例项的增益系数K_{P_Gain}，积分项的增益系数K_{I_Gain}，基础的比例系数K_p，基础的积分系数K_i，基础的微分系数K_d＝0；2)根据发电机滤波转速G_Filter和发电机参考转速值G_Reference进行计算；3)根据调节系数计算比例项调节增益和积分项调节增益；4)以P_Gain与K_p的乘积P_GainK_p作为增量式PID的比例系数，以I_Gain与K_i的乘积I_GainK_i作为增量式PID的积分系数，并以Kd作为增量式PID的微分系数，由增量式PID控制得到调整量Δu_kTs；5)根据步骤4)的调整量Δu_kTs计算输出变桨角度u_kTs；其能抑制风电机组在极端风况下出现发电机转速超速，减少由于发电机超速停机导致的发电量损失。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种桨距控制器的增量式PID动态调节控制方法。

背景技术

随着低风速、低成本风电机组的开发，机组风轮的直径不断增加，风电机组的塔架在满足设计要求的前提下也不断的轻量化，因此需要对风轮加以有效控制以减低载荷。

目前，现有的桨距控制器中通常采用普通数字增量式PID控制算法，由于普通数字增量式PID控制算法中的比例系数Kp和积分系数Ki均为固定的常数，因此，加入微分系数Kd必然会引起系统的振荡。在风电机组的实际运行环境中，尤其是极端风况下，风速风向在短时间内会发生很大变化，若桨距控制器单纯依靠普通数字增量式PID控制算法，在误差突变的时候很难在短时间有效调节桨距，从而会导致风力发电机超速停机，影响风电机组的发电量，而且，由于风电机组在极端风况下存在较大的偏航误差角，因此，在停机过程中，还可能会出现轮毂和偏航不平衡而导致的极限载荷，容易导致风电机组的零部件损坏。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种桨距控制器的增量式PID动态调节控制方法，其能抑制风电机组在极端风况下出现发电机转速超速，减少由于发电机超速停机导致的发电量损失。

本发明的技术方案是：一种桨距控制器的增量式PID动态调节控制方法，步骤如下：

1)设定参数值：根据风电机组的规格和风电机组所处风场的环境，设定启用动态调节的转速门限系数K_Gain，比例项的增益系数K_{P_Gain}，积分项的增益系数K_{I_Gain}，基础的比例系数K_p，基础的积分系数K_i，基础的微分系数K_d＝0；

2)计算调节系数：根据传感器采集的发电机滤波转速G_Filter和发电机参考转速值G_Reference进行计算，

U₂＝0

U₃＝G_Filter-(1+0.01×K_Gain)×G_Reference

式中，U₁表示启用动态调节的调节系数，U₂表示不启用动态调节的调节系数，U₃为U₁、U₂的选择条件；

3)计算调节增益：根据步骤2)的调节系数计算比例项调节增益和积分项调节增益，