[发明专利]一种基于转速预估的风电机组传动链扭振主动控制方法

权利要求书

1.一种基于转速预估的风电机组传动链扭振主动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立所述风电机组两质量块模型。

2)建立卡尔曼状态空间方程；

3)建立风电机组传动链状态观测器；

4)基于风电机组两质量块模型、卡尔曼状态空间方程、风电机组传动链状态观测器构建输入转速不确定情况下的控制模型；

5)以传动链扭转速度ω_ref＝0为给定控制目标，以风轮端转速ω_r与发电机端转速的转速差ω作为控制模型输入状态，令控制模型跟踪转速差ω、转速差微分得到系统所需电磁转矩ΔT。

2.根据权利要求1所述的一种基于转速预估的风电机组传动链扭振主动控制方法，其特征在于：所述风电机组两质量块模型如下所示：

式中，K、C分别代表传动链刚度、阻尼；N代表传动比；θ_r、θ_g分别代表风轮端与发电机端的角位移；分别代表风轮端与发电机端的角位移的一阶微分；分别代表风轮端与发电机端的角位移的二阶微分；T_ls与T_hs分别代表齿轮箱低速轴与高速轴转矩；J_r、J_g分别代表传动链风轮端、发电机端转动惯量；θ代表传动链的扭转角度；T_a、T_e分别代表风轮所受气动转矩、理想电磁转矩。

3.根据权利要求1所述的一种基于转速预估的风电机组传动链扭振主动控制方法，其特征在于，卡尔曼估计的状态空间方程如下所示：

式中，ε代表气动转矩的偏差；δ代表系统的测量噪声；ε与δ都是均值为0的白噪声，其协方差矩阵分别为Q与R；代表参数T_a的均值；代表传动链的扭转角度的一阶微分、二阶微分；代表发电机端角速度的一阶微分。

4.根据权利要求1所述的一种基于转速预估的风电机组传动链扭振主动控制方法，其特征在于，风电机组传动链状态观测器如下所示：

式中，z₁、z₂分别是对ω、的估计；z₃是对内外部扰动f的估计；为估计z₁、估计z₂、估计z₃的微分；y(t)为ESO的输入；β₁、β₂、β₃为可调参数；α₁、α₂为正数；fal为非线性函数；ω为发电机端转速ω_g的转速差；b₀为输入量的系数。

5.根据权利要求4所述的一种基于转速预估的风电机组传动链扭振主动控制方法，其特征在于，所述风电机组传动链状态观测器的参数经过了整定，整定方法包括基于自适应遗传算法的参数寻优方法。