[发明专利]风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法及装置

权利要求书

1.一种风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法，其特征在于，包括：

获取风力发电机组系统主要部件的输入数据和输出数据，将所述输入数据和所述输出数据分别作为预先通过非线性系统辨识所建立的风机模型的输入量和输出量；其中，所述主要部件包括桨叶、塔架、传动链、齿轮箱、变桨系统；

计算所述风机模型的模型参数，根据所述风机模型计算所述主要部件的传递函数；

计算所述传递函数的极点，以获得与所述极点对应的所述主要部件的第一频率范围，对所述主要部件的输出数据进行功率谱分析，以获得与所述主要部件对应的第二频率范围，利用所述第二频率范围缩小所述第一频率范围的频率范围，以得到频率迭代范围；

计算所述频率迭代范围内的每个频率对应的幅值，获取最大幅值、及与所述最大幅值对应的目标频率和目标极点p，通过计算所述主要部件的阻尼比，其中，ξ为阻尼比，real(p)为所述目标极点p的实部，imag(p)为所述目标极点p的虚部。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法，其特征在于，当所述主要部件为传动链或塔架时；

所述传动链的输入数据为发电机转矩，输出数据为发电机转速；

所述塔架的输入数据为桨叶节距角，输出数据为塔架速度。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法，其特征在于，所述风机模型具体为扩展自回归滑动平均模型：A(q^-1)y(k)＝B(q^-1)u(k)+C(q^-1)e(k)；

其中，q^-1为后移算子，k为输入次数，a_n为多项式A(q^-1)的参数值，b_n为多项式B(q^-1)的参数值，c_n为多项式C(q^-1)的参数值，n为模型阶数，y(k)为第k次输出量，u(k)为第k次输入量，e(k)为第k次噪声信号。

4.根据权利要求3所述的风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法，其特征在于，计算所述风机模型的模型参数，根据所述风机模型计算所述主要部件的传递函数，包括：

对所述扩展自回归滑动平均模型进行变形，以得到变形公式y(k)＝-a₁y(k-1)-...-a_ny(k-n)+b₁u(k-1)+...+b_nu(k-1)+c₁e(k-1)+...+c_ne(k-n)；

引入向量

根据所述向量，利用递推最小二乘法得到θ的递推公式：

其中，I表示单位矩阵；

通过所述递推公式以及θ(0)、P(0)计算所述变形公式中的模型参数a_i、b_i、c_i，i＝1,2...n；其中，θ(0)、P(0)均为设置的初值，且θ(0)为θ(k)对应的初值，P(0)为P(k)对应的初值；

对所述变形公式中的y(k)进行拉氏变换：Y(s)＝L[y(k)]，并对u(k)进行拉氏变换：U(s)＝L[u(k)]，通过Y(s)和U(s)计算得到所述主要部件的传递函数

5.根据权利要求1所述的风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法，其特征在于，对所述主要部件的输出数据进行功率谱分析，包括：

用平均周期图法对所述主要部件的输出数据进行功率谱分析。