[发明专利]一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制方法与系统

说明书

本发明公开了一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制方法与系统，包括：获得浮式基础平台有效侧向倾角和机舱有效左右加速度；将浮式基础平台有效侧向倾角和机舱有效左右加速度，通过微分运算和积分运算，输出第一附加独立变桨指令和第二附加独立变桨指令；将浮式基础平台有效侧向倾角和机舱有效左右加速度，通过微分运算和积分运算，输出附加扭矩指令；在机组正常发电状态下，将附加扭矩指令与扭矩控制器输出的发电机扭矩指令进行叠加，叠加后得到最终发电机扭矩指令，将第一、二附加独立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变桨系统执行，实现抑制漂浮式风电机组随波浪侧向运动。

技术领域

本发明涉及风电机组控制的技术领域，尤其是指一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制方法、系统、存储介质及计算设备。

背景技术

海上漂浮式风电机组是采用浮式基础平台使风机浮在水面上，并通过系泊系统连于海床。与单桩或导管架的固定式基础相比，漂浮式风电机组在风浪的作用下的运动响应更大。在全生命运行过程中，漂浮式风电机组受到风载荷、浪载荷及流载荷影响，产生的运动幅值、加速度及载荷幅值更大。其中，漂浮式风电机组受到波浪的冲击，机组整体随着波浪产生周期侧向摇摆运动；如此，漂浮式风电机组的塔架疲劳载荷将显著增加。为了降低漂浮式风电机组的塔架侧向疲劳载荷，需要针对漂浮式风电机组随波浪侧向摇摆运动的特点，提出一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制方法与系统。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制方法，对测量的浮式基础平台侧向倾角和机舱左右加速度进行计算，引入附加独立变桨指令和附加扭矩指令，调节风轮的侧向推力来抑制漂浮式风电机组随波浪侧向运动。

本发明的第二目的在于提供一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制系统。

本发明的第三目的在于提供一种存储介质。

本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种海上漂浮式风电机组的波浪侧向运动控制方法，执行以下操作：

采集漂浮式风电机组的浮式基础平台侧向倾角和机舱左右加速度并进行数据处理，以获得浮式基础平台有效侧向倾角和机舱有效左右加速度；

将获得的浮式基础平台有效侧向倾角和机舱有效左右加速度，通过微分运算和积分运算，输出两类附加独立变桨指令，即第一附加独立变桨指令和第二附加独立变桨指令；其中，所述第一附加独立变桨指令是与浮式基础平台侧向倾角速度相关的附加独立变桨指令，所述第二附加变桨指令是与机舱侧向速度一致的附加独立变桨指令；

将获得的浮式基础平台有效侧向倾角和机舱有效左右加速度，通过微分运算和积分运算，输出附加扭矩指令；

在漂浮式风电机组正常发电状态下，将输出的附加扭矩指令与漂浮式风电机组的扭矩控制器输出的发电机扭矩指令进行叠加，叠加后得到最终发电机扭矩指令，将输出的两类附加独立变桨指令与漂浮式风电机组的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，实现抑制漂浮式风电机组随波浪侧向运动。

进一步，通过倾角传感器测量浮式基础平台侧向倾角，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，所述浮式基础平台侧向倾角直接反应了漂浮式风电机组在波浪作用下的侧向运动，然而倾角传感器测量的侧向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侧向倾角，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侧向倾角，所述浮式基础平台平均侧向倾角的定义如下：