專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制方法。
背景技術(shù)：
變槳控制系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)，變槳系統(tǒng)一般由伺服電機(jī)、變槳控制柜、電池柜、變槳軸承及檢測限位裝置等組成。每個(gè)葉片都配備一套獨(dú)立的變槳系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間，風(fēng)機(jī)主控制系統(tǒng)通過給變槳控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令，變槳控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)葉片角度來實(shí)現(xiàn)最大的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率?，F(xiàn)有的變槳控制系統(tǒng)都是通過變槳控制系統(tǒng)接受主控系統(tǒng)下發(fā)的葉片位置指令進(jìn)行變槳控制的，變槳控制系統(tǒng)在控制葉片進(jìn)行角度變換控制過程中，都是以固定葉片工作位置為控制點(diǎn)進(jìn)行葉片角度控制的，葉片在旋轉(zhuǎn)過程中葉片角度都是固定在一定位置。 這樣的控制方法相對簡單，也容易實(shí)現(xiàn)，是目前的主流變槳系統(tǒng)控制方法。上述現(xiàn)有的變槳系統(tǒng)控制方法雖然簡單，但是，存在著較大的問題。因?yàn)橐怨潭ㄈ~片工作位置作為變槳控制點(diǎn)的方法，在輪轂旋轉(zhuǎn)過程中，葉片的工作位置都保持在固定位置。正常的兆瓦級風(fēng)機(jī)葉片高位置點(diǎn)和低位置點(diǎn)的高度差一般都在幾十米，這樣就使得葉片在旋轉(zhuǎn)過程中在高位置點(diǎn)時(shí)和低位置點(diǎn)受力大小不一樣。葉片在旋轉(zhuǎn)過程中受力不一樣，將會導(dǎo)致系統(tǒng)的動(dòng)不平衡，并且會加劇輪轂及機(jī)艙的振動(dòng)，同時(shí)對葉片、電機(jī)、齒圈、軸承等部件的使用壽命具有很大影響。因此，如何設(shè)計(jì)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題。為了到達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其包括以下步驟步驟SI :通過風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)獲得葉片的統(tǒng)一變槳角度3 ;步驟S2 :通過模糊算法來計(jì)算各變槳葉片的調(diào)整槳距角A ^ ；步驟S3 :葉片的統(tǒng)一變槳角度P加上各變槳葉片的調(diào)整槳距角A ^，得到每個(gè)變槳葉片的變槳角度； 步驟S4 :變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)變槳葉片的變槳角度驅(qū)動(dòng)葉片變槳。較佳的實(shí)施方式中，所述的步驟SI包括以下步驟步驟Sll :在一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上安裝一轉(zhuǎn)速傳感器，該轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速w ；步驟S12 :將該轉(zhuǎn)速w與一參考轉(zhuǎn)速w,ef相減得一轉(zhuǎn)速偏差A(yù)w ；步驟S13 :通過PI控制，得到葉片的變槳角度3。
較佳的實(shí)施方式中，在步驟S2中，是根據(jù)高度對風(fēng)速的影響來分析葉片的調(diào)整槳距角△ P，高度對風(fēng)速的影響關(guān)系，用下面的公式來表示
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其特征在于，其包括以下步驟 步驟SI :通過風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)獲得葉片的統(tǒng)ー變槳角度β ； 步驟S2:通過模糊算法來計(jì)算各變槳葉片的調(diào)整槳距角Λβ ； 步驟S3 :葉片的統(tǒng)ー變槳角度β加上各變槳葉片的調(diào)整槳距角Λ β，得到每個(gè)變槳葉片的變槳角度； 步驟S4 :變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)變槳葉片的變槳角度驅(qū)動(dòng)葉片變槳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述的步驟SI包括以下步驟 步驟Sll :在一風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組上安裝ー轉(zhuǎn)速傳感器，該轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速w ； 步驟S12 :將該轉(zhuǎn)速w與一參考轉(zhuǎn)速Wref相減得ー轉(zhuǎn)速偏差A(yù)w ； 步驟S13 :通過PI控制，得到葉片的變槳角度β。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其特征在于，在步驟S2中，是根據(jù)高度對風(fēng)速的影響來分析葉片的調(diào)整槳距角△ β，高度對風(fēng)速的影響關(guān)系，用下面的公式來表示 V0 Vh0/ 其中，V0是風(fēng)輪中心風(fēng)速，Iitl為等于機(jī)艙中心高度，Vh是高度為h處的風(fēng)速，η是ー常數(shù)，由大氣穩(wěn)定度和地面的粗糙度來決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述變槳葉片所處的位置通過變槳葉片的方位角計(jì)算取距離風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸r處長度為dr的葉片葉素的離地高度^，與槳葉方位角Θ之間的關(guān)系為hr = h0+r X sin Θ。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述變槳葉片上某點(diǎn)所受的風(fēng)速大小由變槳葉片所處的位置獲得 rVi = (I + — X sin Θ . ) X V0h0 1 其中，Qi*第i個(gè)葉片的方位角。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的ー種風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其特征在于，在所述步驟S2 :通過模糊算法來計(jì)算各葉片的調(diào)整槳距角Λ β還包括以下步驟 521:將變槳葉片的高度進(jìn)行模糊化，并得到一模糊集合XI， Xl = {正大(PL)，正中(PM)，正小(PS)，零(Z)，負(fù)小(NS)，負(fù)中(NM)，負(fù)大(NL)}； 522:將風(fēng)速進(jìn)行模糊化，得到一模糊集合Χ2， Χ2 = {很大(VL)，大(L)，中(M)，小(S)，很小(VS)}； 523:選用ー隸屬度函數(shù)確定上述模糊集合的相應(yīng)子集，即 A — { μ pL，μ ρΜ，, U NL}B { U VL L ···，VS-^ 其中，μ a為槳葉高度為正大的隸屬度向量，依次類推； 524:葉片的調(diào)整槳距角Λ β的模糊集合用Y來表示，Y = {正大(PL)，正中(PM)，正小(PS)，零(Z)，負(fù)小(NS)，負(fù)中(NM)，負(fù)大(NL)}；S25:進(jìn)行模糊推理，其中模糊推理釆用“如果A且B，則C”語句，得到一模糊關(guān)系矩陣
全文摘要
本發(fā)明公開一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)控制方法，其包括以下步驟步驟S1通過風(fēng)機(jī)主控系統(tǒng)獲得葉片的統(tǒng)一變槳角度β；步驟S2通過模糊算法來計(jì)算各變槳葉片的調(diào)整槳距角Δβ；步驟S3葉片的統(tǒng)一變槳角度β加上各變槳葉片的調(diào)整槳距角Δβ，得到每個(gè)變槳葉片的變槳角度；步驟S4變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)變槳葉片的變槳角度驅(qū)動(dòng)葉片變槳。本發(fā)明通過模糊算法來調(diào)整每個(gè)葉片的槳距角，從而使得風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)過程中受力平衡，使得風(fēng)機(jī)正常穩(wěn)定的工作。
文檔編號F03D7/00GK102678451SQ20111016008
公開日2012年9月19日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者張雯, 肖圳杰, 陳國慶 申請人:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司