[发明专利]一种风电机组在极限阵风下的降载控制方法与系统

权利要求书

1.一种风电机组在极限阵风下的降载控制方法，其特征在于，包括：

阵风优先变桨：通过对当前风轮转速偏差和风轮转速偏差变化率的判断，当超过设定阈值的时候，在变桨指令上叠加附加变桨速率；

阵风超速抑制：通过对当前机舱加速度的判断，当机舱加速度超过阈值，延时一段时间之后，风轮转速大于风轮额定转速且风轮加速度大于阈值时，变桨指令上叠加附加变桨速率；

非线性转速设定：通过对机舱风向仪测量的偏航误差判断，当偏航误差超过偏航误差阈值，则降低风轮转速的设定值，即降低叶轮转速，以降低风电机组的载荷。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组在极限阵风下的降载控制方法，其特征在于，在阵风优先变桨中，风电机组在阵风工况下，风轮感受到的平均风速在短时间内从额定风速达到切出风速，风轮转速明显增加，且转速呈现加速上升趋势；此时，将风轮转速减去额定转速定义为风轮转速偏差，如果当前的风轮转速偏差与风轮转速偏差变化率的乘积超过设定阈值，则判断为阵风工况，在变桨指令上叠加一个附加变桨速率，具体如下：

首先，定义风轮转速偏差如下：

式中，Δω_r表示风轮转速偏差；ω_r表示滤除高频噪声后的风轮转速；ω_rated表示风轮额定转速；if表示后面的为判断条件；else表示其它情况；如果风轮转速ω_r高于风轮额定转速ω_rated时，风轮转速偏差Δω_r等于风轮转速与风轮额定转速的差，即ω_r-ω_rated，否则风轮转速偏差Δω_r等于0；

基于风轮转速偏差，定义风轮转速偏差变化率如下：

式中，表示风轮转速偏差变化率；d(Δω_r)/dt表示风轮转速偏差对时间t的导数；如果风轮转速偏差Δω_r加速上升时，风轮转速偏差变化率等于风轮转速偏差对时间t的导数，否则风轮转速偏差变化率等于0。

基于风轮转速偏差和风轮转速偏差变化率，定义优先变桨附加变桨速率如下：

式中，δ表示优先变桨附加变桨速率；δ_E表示优先变桨附加变桨速率预设值；E_β表示转速偏差与转速偏差变化率乘积的最大阈值，此阈值随平均变桨角度的改变而变化；P_e表示当前的发电机测量功率；k表示功率系数，参数设置在0到1区间内；P_rated表示发电机额定功率；and表示逻辑与运算；

最后，附加变桨速率叠加到变桨指令上，如下：

式中，β₁表示传输到叶片1变桨系统的变桨角度指令；β₂表示传输到叶片2变桨系统的变桨角度指令；β₃表示传输到叶片3变桨系统的变桨角度指令；表示控制器输出的叶片1的变桨角度指令；表示控制器输出的叶片2的变桨角度指令；表示控制器输出的叶片3的变桨角度指令；∫δdt表示优先变桨附加变桨速率积分成附加变桨角度。