[发明专利]风电机组变桨双控制器的控制方法及装置

说明书

本公开提供一种风电机组变桨双控制器的控制方法及装置，方法包括：确定风电机组的风况状态；基于预设的切换算法和风况状态，得到变桨距控制的最终桨距控制指令；若风电机组的风况状态为正常湍流风况，则采用预设的变增益PI变桨控制器的输出信号作为最终桨距控制指令；若为阵风风况，则采用预设的模糊PI变桨控制器的输出信号作为最终桨距控制指令；若介于正常湍流风况和阵风风况之间，则采用变增益PI变桨控制器和模糊PI变桨控制器的共同输出信号作为最终桨距控制指令。可以不增加成本的情况下优化已有风机的控制性能，此外，对风机本身可以使风机适应以山地风场为代表的高湍流度风场，避免风机振动超速等停机。

技术领域

本公开属于风电机组智能控制技术领域，具体涉及一种风电机组变桨双控制器的控制方法及装置。

背景技术

目前，碳达峰及碳中和目标已成为国家承诺，发展清洁能源和可再生能源是解决能源安全和生态环境问题的必然之举，是达到碳减排目标的必经过程。风电由于技术的相对成熟性和成本的相对优势，得到我国和世界各国的大力发展。随着风电渗透率的持续提升、风电机组单机容量的不断上升以及风电系统结构的日益复杂，风电各利益方亦对风电技术提出了更高要求，因此开发出提升风电机组性能的整机控制关键技术意义重大。风电平价上网的趋势，对风电机组的度电成本提出更高要求，提高已投产机组发电量是降低度电成本的重要手段。

大型风电机组各部件质量大、柔性程度高，机组承受载荷情况复杂，因此需要优化控制机组载荷，保证机组运行安全。在正常湍流风况下，变桨距控制的PI参数应该随着桨距角的增大而减小，可以改善变桨控制动态性能，减小频繁变桨带来的疲劳载荷以及功率波动。但是，目前山地风电场开发市场火爆，山地风场特征是湍流强度大，局部上升阵风频繁，目前控制策略在遭遇上升的阵风风况时，参数变化规律造成风机超速故障频发，导致桨叶和塔架出现尖峰载荷，机组振动故障也随之居高不下，机组安全问题成为技术攻关的紧迫任务。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风电机组变桨双控制器的控制方法及装置。

本公开的一方面，提供一种风电机组变桨双控制器的控制方法，所述方法包括：

确定所述风电机组的风况状态；

基于预设的切换算法和所述风况状态，得到变桨距控制的最终桨距控制指令；其中，

若所述风电机组的风况状态为正常湍流风况，则采用预设的变增益PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；

若所述风电机组的风况状态为阵风风况，则采用预设的模糊PI变桨控制器的输出信号作为所述最终桨距控制指令；

若所述风电机组的风况状态为介于正常湍流风况和阵风风况之间，则采用变增益PI变桨控制器和模糊PI变桨控制器的共同输出信号作为所述最终桨距控制指令。

在一些实施方式中，所述确定所述风电机组的风况状态，包括：

根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态。

在一些实施方式中，所述根据输入所述模糊PI变桨控制器的转速误差信号和转速变化率信号，确定所述风电机组的风况状态，包括：

根据风电机组变桨气动调节性能设定风况切换阀值p₁和p₂，其中p₂＞p₁；

根据所述转速误差信号和所述转速变化率信号的乘积与切换阈值的关系判断风况的信号；其中，

在输入信号乘积绝对值小于等于p₁时，判断风况状态为正常湍流风况；

在输入信号乘积绝对值大于p₂时，判断风况状态为阵风风况时，判断风况状态为阵风风况；