[发明专利]基于时序分析的变桨距风机多模态运行优化控制装置及运行方法

摘要

一种基于时序分析的变桨距风机多模态运行优化控制装置及运行方法，所述控制装置包括：人机接口模块、模态感知模块、时序分析模块、时序统计数据记录模块、变桨系统在线辨识模块、控制器参数优化模块、模糊自整定多模态PID控制系统模块和控制性能计算模块。本发明从系统层面，将变桨距风力发电系统中包含的各类设备按区域和功能划分为“组件”，以组件为基本元素建立模态感知模型；对模态感知模型在各个模态切换过渡过程进行基于组件的时序分析；通过时序分析获得变桨系统在各模态切换过程中的时序统计数据；利用时序统计数据对变桨系统进行在线辨识和控制器参数优化；优化后控制参数由模糊自整定多模态PID控制系统进行综合，实现全工况变桨系统性能最优。

主权项

1.一种基于时序分析的变桨距风机多模态运行优化控制装置，其特征在于：所述控制装置包括：人机接口单元模块、模态感知模块、时序分析模块、时序统计数据记录模块、变桨系统在线辨识模块、控制器参数优化模块、模糊自整定多模态PID控制系统模块和控制性能计算模块；所述人机接口单元模块与所述模态感知模块、时序分析模块和控制性能计算模块连接；所述模态感知模块与风力发电系统模态控制器和时序分析模块连接；所述时序分析模块与变桨系统各组件和时序统计数据记录模块连接；所述时序统计数据记录模块与变桨系统在线辨识模块连接；所述变桨系统在线辨识模块和控制器参数优化模块相连接；所述控制器参数优化模块与模糊自整定多模态PID控制系统模块连接；所述模糊自整定多模态PID控制系统模块与变桨控制器连接；所述控制性能计算模块与变桨控制器连接；所述人机接口单元模块用于数据和图像显示；所述模态感知模块用于获取所述风力发电系统当前模态信息；所述时序分析模块用于分析所述变桨系统各组件时序表现、获取所述各组件在模态切换指导阶段和响应阶段所耗时间并生成时序分析图，其中，在所述指导阶段，每个组件接收并处理来自前一组件的指令；在响应阶段，所述每个组件进行相应的运行操作并返回当前状态；所述时序统计数据记录模块用于记录时序分析模块产生的变桨系统各组件时序统计数据，并计算出所述变桨系统在模态切换指导阶段和响应阶段所耗时间；所述变桨系统在线辨识模块用于获取所述变桨系统在模态切换过程中的动态特性，并推算出所述变桨系统动态模型；所述控制器参数优化模块用于计算出当前模态切换过程中所述变桨控制器最优参数；所述模糊自整定多模态PID控制系统模块用于结合当前模态和其他模态切换过程中所述变桨控制器最优参数，综合生成所述变桨控制器参数；所述控制性能计算模块用于计算所述变桨系统全工况运行过程中的性能指标；其中，所述风力发电系统包括风力发电系统模态控制器和变桨系统各组件，所述变桨系统各组件包括变桨控制器、液压执行器和联动装置。