[发明专利]一种风力发电机组全工况模型预测控制方法及系统

摘要

一种风力发电机组全工况模型预测控制方法及系统，系统包括MPC控制器、反馈信息测量器、风轮、传动链、塔筒、发电单元、变桨驱动器、变流器，风轮、传动链、塔筒和发电单元的状态变量通过反馈信息测量器检测得到，检测结果传递给MPC控制器，通过MPC控制器计算出叶片桨距角和发电机转矩的目标，通过变桨驱动器和变流器对叶片桨距角和风力发电机转矩进行调整。本方法采用变桨控制预测模型和转矩控制预测模型计算控制增量，考虑了传动链扭转位移、传动链扭转速度、叶片平面外一阶挥舞位移、叶片平面外一阶挥舞速度、塔筒前后一阶摆动位移、塔筒前后一阶摆动速度、机组的机械载荷等状态变量，两个预测模型可在不同的工况下进行自动切换，实现全工况运行。

主权项

一种风力发电机组全工况模型预测控制系统，包括风轮、传动链、塔筒、发电单元、变桨驱动器、变流器，其特征在于：该控制系统还包括反馈信息测量器和MPC控制器；发电单元的输出端接至电网，变桨驱动器输入端与MPC控制器输出端口相连，变流器输入端连接到MPC的输出端口，变流器输出端连接到发电单元；所述反馈信息测量器包括安装于风力发电机主轴的转速传感器、安装于滑环尾部的风轮绝对位置编码器、安装于风力发电机尾部的发电机编码器、安装于机舱底盘的振动分析仪、安装于发电机定子侧的电压测量传感器、安装于发电机定子侧的电流测量传感器、装设与机舱外部支架上的风速传感器和安装于变距减速机旁的叶片桨距角编码器，各反馈信息测量器的输出端与MPC控制器的输入端口相连；所述MPC控制器选用PLC作为硬件系统，PLC包括机舱子站和塔底子站，机舱子站和塔底子站之间通过FAST总线通信。