【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及風(fēng)電機(jī)組變槳增益調(diào)節(jié)的，尤其是指一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著氣候變暖，風(fēng)資源的湍流顯著增加，并且一年中的溫度變化也變得更加劇烈，這對風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)。pid控制器因其原理簡單且適用性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組的控制中。然而，隨著湍流度和溫度的顯著變化，使用基于標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下整定的變槳pid參數(shù)在限轉(zhuǎn)速和變空氣密度條件下不再適用。
2、當(dāng)前的變槳pid參數(shù)修正方法普遍缺乏理論依據(jù)。例如，中國專利技術(shù)專利申請cn106368898a中公開了一種針對大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)控制方法，該方法通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定限值的比例來修正變槳pi控制器的增益。然而，這種修正方法僅僅利用了速度比值，沒有考慮整個(gè)風(fēng)電機(jī)組控制模型的穩(wěn)定性，容易導(dǎo)致pid參數(shù)不準(zhǔn)確，從而引發(fā)超調(diào)和振蕩問題。
3、此外，風(fēng)電機(jī)組變槳pid控制也嘗試引入先進(jìn)的控制理論，如模糊pid和bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。例如，中國專利技術(shù)專利申請cn117028141a中提出了一種利用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)pi參數(shù)的方法。盡管這種方法可以針對不同工況調(diào)整變槳，但bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要大量的計(jì)算資源，并且對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量高度依賴，控制的可解釋性較差。中國專利技術(shù)專利申請cn105508135a中提出了一種結(jié)合模糊前饋和模糊pid控制的變槳控制方法，但模糊pid控制器由于其設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)的復(fù)雜性、較高的算力要求以及較差的實(shí)時(shí)性能，不利于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用。
4、目前，在限轉(zhuǎn)速和變空氣密度條件下，工業(yè)界仍主要依
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法及系統(tǒng)，進(jìn)行限轉(zhuǎn)速和變空氣密度下變槳pid參數(shù)整定以及利用湍流對變槳pid修正，綜合考慮了限轉(zhuǎn)速、空氣密度和湍流對變槳pid增益的影響，從而有效降低了在大湍流條件下因轉(zhuǎn)速和空氣密度變化引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超速和功率波動(dòng)問題。
2、本專利技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，包括以下步驟：
3、s1、設(shè)定風(fēng)電機(jī)組變流器轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩上限，確定轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，并選取若干個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)及其對應(yīng)轉(zhuǎn)矩作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
4、s2、根據(jù)確定的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，基于線性化模型整定限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益；并考慮實(shí)際的空氣密度，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)重新進(jìn)行線性化處理，整定變空氣密度下的變槳pid增益；
5、s3、當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于正常發(fā)電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速值及風(fēng)電機(jī)組額定轉(zhuǎn)速值，激活步驟s2整定的限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益，對標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度；
6、s4、根據(jù)實(shí)時(shí)測量的空氣密度及步驟s3調(diào)度后的變槳pid增益，激活步驟s2整定的變空氣密度下的變槳pid增益，進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度；
7、s5、根據(jù)步驟s4調(diào)度后的變槳pid增益，實(shí)時(shí)計(jì)算湍流與當(dāng)?shù)仄骄牧鲝?qiáng)度的比值，進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度，最終完成變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
8、進(jìn)一步，所述步驟s1包括：
9、根據(jù)風(fēng)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行要求，設(shè)定變流器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩上限值，該轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩上限值不限制風(fēng)電機(jī)組正常發(fā)電時(shí)的功率輸出，確定并輸出轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，并從中選取若干點(diǎn)作為轉(zhuǎn)速-變槳控制回路的目標(biāo)值，選取從風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)轉(zhuǎn)速v1到額定轉(zhuǎn)速vn的n個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)，各轉(zhuǎn)速點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為t1到tn，作為調(diào)整變槳pid增益的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
10、進(jìn)一步，所述步驟s2包括：
11、根據(jù)步驟s1確定的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為bladed模型的額定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并進(jìn)行線性化處理，使用線性化模型對風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速-變槳控制回路進(jìn)行變槳pid增益整定，并將其相位裕度控制在θ1～θ2之間，確定限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益；在確定限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益的同時(shí)，考慮實(shí)際的空氣密度ρ，對每個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新線性化處理，確定變空氣密度下的變槳pid增益。
12、進(jìn)一步，所述步驟s3包括：
13、當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于正常發(fā)電狀態(tài)時(shí)，且轉(zhuǎn)速設(shè)定值vset小于風(fēng)電機(jī)組額定值vrated時(shí)，激活步驟s2整定的限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益，即使變槳pid參數(shù)kp、ki和kd按照整定的變槳pid增益，對標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度。
14、進(jìn)一步，所述步驟s4包括：
15、對風(fēng)電機(jī)組限轉(zhuǎn)速變槳pid增益調(diào)度過程中，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于正常發(fā)電時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)測量的空氣密度，對變槳pid參數(shù)kp、ki和kd進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)實(shí)際的空氣密度變化，完成變空氣密度下的變槳pid增益調(diào)度。
16、進(jìn)一步，所述步驟s5包括：
17、根據(jù)步驟s4調(diào)度后的變槳pid增益，實(shí)時(shí)計(jì)算湍流值it與當(dāng)?shù)仄骄牧鲝?qiáng)度iave的比值ki，對變槳pid參數(shù)進(jìn)行修正，即變槳pid參數(shù)分別乘以比值系數(shù)ki，通過在不同湍流值對變槳pid增益進(jìn)行修正，提高風(fēng)電機(jī)組在復(fù)雜氣流條件下的適應(yīng)能力和控制精度，最終完成變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
18、一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，包括：
19、機(jī)組轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩確認(rèn)模塊，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組變流器轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩上限，確定轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，選取若干個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)及其對應(yīng)轉(zhuǎn)矩作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
20、限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益整定模塊，根據(jù)確定的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩曲線，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理，基于線性化模型整定限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益；
21、變空氣密度下的變槳pid增益整定模塊，考慮實(shí)際的空氣密度，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)重新進(jìn)行線性化處理，整定變空氣密度下的變槳pid增益；
22、限轉(zhuǎn)速的變槳pid增益調(diào)度模塊，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于正常發(fā)電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速值及風(fēng)電機(jī)組額定轉(zhuǎn)速值，激活限轉(zhuǎn)速下的變槳pid增益，對標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)矩進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度；
23、變空氣密度的變槳pid增益調(diào)度模塊，根據(jù)實(shí)時(shí)測量的空氣密度及步驟s3調(diào)度后的變槳pid增益，激活變空氣密度下的變槳pid增益，進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度；
24、變湍流的變槳pid增益調(diào)度模塊，根據(jù)變空氣密度調(diào)度后的變槳pid增益，實(shí)時(shí)計(jì)算湍流與當(dāng)?shù)仄骄牧鲝?qiáng)度的比值，進(jìn)行變槳pid增益調(diào)度。
25、一種存儲(chǔ)有指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述指令由處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)上述的風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法的步驟。
26、一種計(jì)算設(shè)備，包括處理器以及用于存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行程序的存儲(chǔ)器，所述處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述的風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法。
27、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：
28、1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S1包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S2包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S3包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S4包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S5包括：
7.一種風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，包括：
8.一種存儲(chǔ)有指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，當(dāng)所述指令由處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的風(fēng)電機(jī)組變槳PID增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法的步驟。
9.一種計(jì)算設(shè)備
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s1包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s2包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s3包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid增益動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟s4包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電機(jī)組變槳pid...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯岳駿，董竹林，趙森，黃蓉，黃國燕，
申請(專利權(quán))人：明陽智慧能源集團(tuán)股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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