[发明专利]风力发电机组的变桨执行机构在线状态辨识方法及装置

说明书

本公开提供了一种风力发电机组的变桨执行机构在线状态辨识方法及装置。所述方法包括：以特定采样周期获取特定时间段内变桨执行机构的桨距角给定值和桨距角测量值；通过对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行计算来获得变桨执行机构的桨距角给定值和桨距角测量值之间的传递函数的参数；并且利用所述参数执行变桨执行机构的在线状态辨识。

技术领域

本公开涉及风力发电技术领域，更具体地，本公开涉及一种风力发电机组的变桨执行机构在线状态辨识方法及装置。

背景技术

风力发电机组在正常运行过程中，尤其是在正常发电工况下，主要是通过调整桨距角来实现对机组的气动性能的控制，从而捕捉风能进行发电。在启停机的过程中，需要通过开桨和收桨的动作配合机组实现不同工作点的切换和对机组的安全保护。变桨执行机构是风力发电机组控制系统极为重要的组成部分，其动态响应特性直接影响机组的发电量、载荷强度和系统安全。

由于变桨执行机构在生产加工及安装过程中不可避免地引入一些误差，实际运行的系统响应通常会和设计值之间存在一些偏差，所以机组需要具备对变桨执行机构进行实时状态监控的能力，及时发现异常的状态参数并进行故障预警处理，以防止由于变桨执行机构故障引起的发电量损失，甚至是机组的安全隐患。

目前广泛采用的变桨执行机构的系统辨识方法为时域激励辨识法，即通过在一定风况下和在桨距角预设范围内引入不同幅值和频率的正弦和阶跃的控制信号，观察实际桨距角的动态响应以进行变桨执行机构状态参数的人工辨识。但上述辨识方法包括以下局限性：(1)对风况有一定要求，(2)对将被辨识的桨距角有一定的角度范围限制，(3)辨识结果的好坏在一定程度上依赖于工程师的经验，(4)辨识操作需要在停机操作后进行，而停机会引入一定程度的发电量损失，以及(5)受激励信号限制，无法引申作为线上的自主辨识方法，不具有可持续性。

发明内容

本公开的示例性实施例提供了一种风力发电机组的变桨执行机构在线状态辨识方法及装置，至少解决上述技术问题和上文未提及的其它技术问题，并且提供下述的有益效果。

本公开的一方面在于提供一种风力发电机组的变桨执行机构在线状态辨识方法，所述方法可以包括：以特定采样周期获取特定时间段内变桨执行机构的桨距角给定值和桨距角测量值；通过对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行计算来获得变桨执行机构的桨距角给定值和桨距角测量值之间的传递函数的参数；并且利用所述参数执行变桨执行机构的在线状态辨识。

在所述方法中，在所述传递函数为一阶传递函数的情况下，获得传递函数的参数的步骤可以包括：通过基于一阶传递函数对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行计算来获得针对变桨执行机构的桨距角给定值和桨距角测量值之间的一阶传递函数的时间常数。

在所述方法中，获得所述时间常数的步骤可以包括：通过基于一阶传递函数对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行变换来构造关于所述时间常数的函数；并且根据所述时间常数的函数来拟合所述时间常数。

可选地，获得所述时间常数的步骤可以包括：确定时间常数的取值范围；按照预定步长遍历所述取值范围内的时间常数；针对确定的辨识准确度指标，从所述取值范围中选取辨识准确度指标最高的时间常数。

在所述方法中，在所述传递函数为二阶传递函数的情况下，获得传递函数的参数的步骤可以包括：通过基于二阶传递函数对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行计算来获得针对变桨执行机构的桨距角给定值和桨距角测量值之间的二阶传递函数的频率和阻尼比。

在所述方法中，在对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行计算之前，所述方法还可以包括：对获取的桨距角给定值进行延时补偿。

在所述方法中，在对获取的桨距角给定值和桨距角测量值进行计算之前，所述方法还可以包括：基于风力发电机组的工作状态和数据记录的有效性来确定数据筛选条件；并且从获取的桨距角给定值和桨距角测量值中删除不满足所述数据筛选条件的数据。