[发明专利]基于限转速平滑功率控制的风机变桨优化方法

权利要求书

1.一种基于限转速平滑功率控制的风机变桨优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取风机的结构参数、气动参数，结构参数包括风机的叶片半径R，额定转速ω_rate，气动参数包括空气密度ρ、最优叶尖速比λ_opt以及最大风能利用系数C_pmax；

步骤2、基于限转速平滑功率控制方法，确定不变桨的转速区间[ω_lim.l,ω_lim.u]

步骤3、根据转速信号ω_r选择桨距角控制模式，当ω_lim.l≤ω_r≤ω_lim.u时，选择模式1：恒定桨距角模式，即风机桨距角维持不变，进入步骤6，否则，进入步骤4；

步骤4、根据转速信号ω_r选择桨距角控制模式，当ω_r＞ω_lim.u时，选择模式2：上调桨距角模式，进入步骤6，否则，进入步骤5；所述上调桨距角模式的具体形式：

通过上调桨距角来降低风能捕获系数，从而降低风轮转速，桨距角的给定形式为：

β_ref＝K_uP(ω_r-ω_lim.u)+K_uI∫(ω_r-ω_lim.u)dt

其中，K_uP、K_uI分别为上调桨距角过程中的比例系数和积分系数；

步骤5、根据转速信号ω_r选择桨距角控制模式，当ω_r＜ω_lim.l时，选择模式3：下调桨距角模式，进入步骤6；所述下调桨距角模式的具体形式：

通过下调桨距角来增大风能捕获系数，从而提升风轮转速，桨距角的给定形式为：

β_ref＝K_lP(ω_r-ω_lim.l)+K_lI∫(ω_r-ω_lim.l)dt

其中，K_lP、K_lI分别为下调桨距角过程中的比例系数和积分系数；

步骤6、获得参考桨距角指令β_ref。

2.根据权利要求1所述的基于限转速平滑功率控制的风机变桨优化方法，其特征在于，步骤2中确定转速区间[ω_lim.l,ω_lim.u]的具体方法为：

风轮转速满足下式的特征：

其中，ω_lim.u为设定的转速区间上限；因此，设定转速区间上限值满足ω_lim.u＜ω_rate要求，将转速区间上限值设置为：ω_lim.u＝0.7ω_rate；将转速区间下限值设置为：ω_lim.l＝0.7ω_lim.u。