[发明专利]一种海上漂浮式风电机组的波浪俯仰运动控制方法与系统

权利要求书

1.一种海上漂浮式风电机组的波浪俯仰运动控制方法，其特征在于，执行以下操作：

采集漂浮式风电机组的浮式基础平台俯仰倾角和机舱前后加速度并进行数据处理，以获得浮式基础平台有效俯仰倾角和机舱有效前后加速度；

将获得的浮式基础平台有效俯仰倾角和机舱有效前后加速度，通过微分运算和积分运算，输出两类附加变桨指令，即第一附加变桨指令和第二附加变桨指令；其中，所述第一附加变桨指令是与浮式基础平台俯仰倾角速度一致的附加变桨指令，所述第二附加变桨指令是与机舱前后速度一致的附加变桨指令；

将获得的浮式基础平台有效俯仰倾角和机舱有效前后加速度，通过微分运算和积分运算，输出附加转速偏置；

在漂浮式风电机组正常发电状态下，将输出的附加转速偏置与漂浮式风电机组的变桨控制器输入的发电机转速设定值进行叠加，将输出的两类附加变桨指令与变桨控制器输出的变桨指令进行叠加，叠加后得到最终变桨指令传递到漂浮式风电机组的变桨系统执行，实现在漂浮式风电机组的风轮上产生抑制漂浮式风电机组随波浪运动的推力，从而降低漂浮式风电机组随波浪运动幅值。

2.根据权利要求1所述的一种海上漂浮式风电机组的波浪俯仰运动控制方法，其特征在于，通过倾角传感器测量浮式基础平台俯仰倾角，所述倾角传感器安装在漂浮式风电机组的浮式基础平台上，所述倾角传感器能够实时测量浮式基础平台两个方向的倾角，即浮式基础平台俯仰倾角和浮式基础平台侧向倾角，所述浮式基础平台俯仰倾角直接反应了漂浮式风电机组在波浪作用下的运动，然而倾角传感器测量的俯仰倾角不能直接用于控制；

对于浮式基础平台上安装多个倾角传感器的情况，每个倾角传感器都测得浮式基础平台俯仰倾角，能够通过加权取平均的数据处理方式获得浮式基础平台平均俯仰倾角，浮式基础平台平均俯仰倾角的定义如下：

在上式中，表示浮式基础平台平均俯仰倾角；k₁表示第一个倾角传感器的加权系数；θ_fa,1表示第一个倾角传感器测量的浮式基础平台俯仰倾角；k₂表示第二个倾角传感器的加权系数；θ_fa,2表示第二个倾角传感器测量的浮式基础平台俯仰倾角；k_n表示第n个倾角传感器的加权系数；θ_fa,n表示第n个倾角传感器测量的浮式基础平台俯仰倾角；

倾角传感器测量的浮式基础平台俯仰倾角包含各种频率的信号，仅波浪频率区间的浮式基础平台俯仰倾角能够作为控制输入信号，因此需要对测量数据进行滤波数据处理，取出波浪频率区间的浮式基础平台俯仰倾角，并滤除其它高频谐波噪声，定义浮式基础平台有效俯仰倾角，具体如下：

在上式中，表示浮式基础平台有效俯仰倾角；F_fa(s)表示有效俯仰倾角滤波器，内部包含带通滤波器和带阻滤波器；表示浮式基础平台平均俯仰倾角。