CN111828246B - 风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质 - Google Patents

风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质。该方法包括：采集风力发电机组的转速相关参数和桨距角；基于预设的隶属度计算函数，计算得到转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合；根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合；根据附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值；根据附加变桨速率的需求值，控制风力发电机组运行。能够在风力发电机组超过额定转速时为风力发电机组提供连续变化的附加变桨速率，从而避免因风力发电机组产生较大振动，保护风力发电机组安全运行。

Description

风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质。
背景技术
风力发电机组的变桨系统主要基于转速-桨距角的反馈调节策略，调节风力发电机组叶片的桨距角，以维持风力发电机组转速保持稳定。
目前，风力发电机组的防过速策略为：以转速或者转速的加速度作为参考输入，一旦达到相应的阈值便会在变桨调节器输出的桨距角变桨速率上叠加一个附加变桨速率。
由于该附加变桨速率为一个恒定值，可能导致变桨系统工作时变桨速率产生一个跳变，引起风力发电机组在某一方向产生一个较大的振动，从而威胁机组运行安全。
发明内容
本发明实施例提供了一种风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质，能够在风力发电机组超过额定转速时为风力发电机组提供连续变化的附加变桨速率，从而避免因风力发电机组产生较大振动，保护风力发电机组安全运行。
第一方面，本发明实施例提供一种风力发电机组防过速控制方法，该方法包括：
采集风力发电机组的转速相关参数和桨距角；
基于预设的隶属度计算函数，计算得到转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合；
根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合；
根据附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值；
获得风力发电机组的变桨调节器的变桨速率输出值；并利用附加变桨速率的需求值对变桨速率输出值进行补偿；以及利用补偿后的变桨速率控制风力发电机组运行。
在第一方面的一种可能的实施方式中，转速相关参数的隶属度集合中第i个元素为：转速相关参数相对于预设的转速关联评价集合中第i个评价等级的隶属度；桨距角的隶属度集合中第i个元素为：桨距角相对于预设的桨距角关联评价集合中第i个评价等级的隶属度；附加变桨速率的隶属度集合中第i个元素为：附加变桨速率相对于预设的附加变桨速率关联评价集合中第i个评价等级的隶属度；其中，1≤i≤n，n为各集合中元素的数目。
在第一方面的一种可能的实施方式中，预设的转速关联评价集合、预设的桨距角关联评价集合和预设的附加变桨速率关联评价集合中包括4个评价等级：第一等级、第二等级、第三等级及第四等级，第一等级、第二等级、第三等级及第四等级对应的附加变桨速率的值依次减小。
在第一方面的一种可能的实施方式中，预设的隶属度计算函数的表达式为：
Figure BDA0002036908110000021
其中，x为当前转速相关参数或者当前桨距角，μ为x相对于a对应的评价等级的隶属度，a为转速关联评价集合中任一评价等级的转速相关参数参考值，或者桨距角关联评价集合中任一评价等级的桨距角参考值，b为a的波动幅度。
在第一方面的一种可能的实施方式中，预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则包括n2条子规则；其中，每条子规则用于定义一种转速相关参数的评价等级、桨距角的评价等级和附加变桨速率的评价等级三者之间的对应关系，n为各集合中元素的数目。
在第一方面的一种可能的实施方式中，根据附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值，包括：根据附加变桨速率的隶属度集合中各元素的值，以及预设的附加变桨速率关联评价集合中各评级等级的参考值，得到附加变桨速率的需求值。
在第一方面的一种可能的实施方式中，转速相关参数包括转速或者转速过速百分比；其中，转速过速百分比由转速与风力发电机组的额定转速确定。
第二方面，本发明实施例提供一种风力发电机组防过速控制装置，该装置包括：
风机数据采集模块，用于采集风力发电机组的转速相关参数和桨距角；
第一隶属度计算模块，用于基于预设的隶属度计算函数，计算得到转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合；
第二隶属度计算模块，用于根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合；
附加变桨速率需求值计算模块，用于根据附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值；
风机运行控制模块，用于获得风力发电机组的变桨调节器的变桨速率输出值；并利用附加变桨速率的需求值对变桨速率输出值进行补偿；以及利用补偿后的变桨速率控制风力发电机组运行。
在第二方面的一种可能的实施方式中，转速相关参数包括转速或者转速过速百分比；其中，转速过速百分比由转速与风力发电机组的额定转速确定。
在第一方面的一种可能的实施方式中，装置设置在风力发电机组的主控制器或者变桨控制器中。
第三方面，本发明实施例提供一种存储介质，其上存储有程序，程序被处理器执行时实现如上所述的风力发电机组防过速控制方法。
如上所述，本发明实施例中的附加变桨速率的需求值是基于模糊控制理论计算得到，与现有技术中的附加变桨速率为一个恒定值相比，由于本发明实施例中的附加变桨速率的需求值随着当期采集的转速相关参数和桨距角的变化而连续变化，因此，能够在风力发电机组超过额定转速时为风力发电机组提供连续变化的附加变桨速率，一方面能够防止风力发电机组过速，另一方面能够避免因风力发电机组产生较大振动，保护风力发电机组安全运行。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本发明实施例提供的风力发电机组防过速控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的不同发电机过速百分比和桨距角输入下得到的附加变桨速率的需求值的仿真结果示意图；
图3为本发明实施例提供的风力发电机组防过速控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。
本发明实施例提供了一种风力发电机组防过速控制方法和装置、存储介质，采用本发明实施例中的技术方案，能够在通过获取当前风机转速信息与桨距角信息，设计模糊控制器，从而在风力发电机组超过额定转速时为风力发电机组提供连续变化的附加变桨速率，进而避免因风力发电机组产生较大振动，保护风力发电机组安全运行。
图1为本发明实施例提供的风力发电机组防过速控制方法的流程示意图。如图1所示，该风力发电机组防过速控制方法包括步骤101至步骤105。
在步骤101中，采集风力发电机组的转速相关参数和桨距角。
其中，转速相关参数可以是转速数据，也可以是转速过速百分比。其中，转速过速百分比由转速与风力发电机组的额定转速确定。
在一示例中，转速过速百分比＝(当前转速-额定转速)/额定转速，额定转速指的是风力发电机组正常运行时的转速，由于风力发电机组机型多样化，不同机型对应的额定转速可能不同，这里，采用转速过速百分比能够消除额定转速的影响，使得防过速控制方法具有通用性，能够同时适用于不同风力发电机组机型。
在步骤102中，基于预设的隶属度计算函数，计算得到转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合。
其中，转速相关参数的隶属度集合中第i个元素为：当前转速相关参数相对于预设的转速关联评价集合中第i个评价等级的隶属度。
转速相关参数的隶属度集合中第i个元素为：当前桨距角相对于预设的桨距角关联评价集合中第i个评价等级的隶属度，1≤i≤n，n为各集合中元素的数目。
模糊控制理论是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。
在本发明实施例中，用于防过速控制的转速关联评价集合、桨距角关联评价集合和附加变桨速率关联评价集合中的模糊评价等级的数目可以为多个。
在一示例中，用于防过速控制的转速关联评价集合、桨距角关联评价集合和附加变桨速率关联评价集合中的评价等级中的模糊评价等级的数目为4，分别为：第一等级、第二等级、第三等级及第四等级，第一等级、第二等级、第三等级及第四等级对应的附加变桨速率的值依次减小。
示例性地，第一等级、第二等级、第三等级及第四等级的命名分别为“较大”、“中等”、“较小”和“接近零”。
该示例中采用4个评价等级能够更好地平衡运算速率和运算准确度要求。需要说明的是，评价等级的命名不固定，本领域技术人员可以使用其他词汇予以替代，只要命名能够体现等级差异即可。
本发明实施例不对隶属计算函数的类型进行限定。
在一示例中，隶属度计算函数可以为正态形式：
Figure BDA0002036908110000051
其中，x为转速相关参数或者桨距角，μ为x相对于z对应的评价等级的隶属度，d为z的波动幅度，z为转速关联评价集合中任一评价等级的转速相关参数参考值，或者桨距角关联评价集合中任一评价等级的桨距角参考值。
根据专家库或者工程经验可知：在风力发电机组的放过速控制方面，风力发电机组正常运行时，桨距角一般不会超过25°。
在一示例中，对于桨距角关联评价集合A：
模糊评价等级“较大”对应的桨距角参考值为20°，波动幅度为±5°；
模糊评价等级“中等”对应的桨距角参考值为10°，波动幅度为±8°；
模糊评价等级“较小”对应的桨距角参考值为2.5°，波动幅度为±8°；
模糊评价等级“接近零”对应的桨距角参考值为0°，波动幅度为±10°。
则有桨距角关联评价集合A的参考向量为[20,10,2.5,0]，波动幅度向量为[5,8,8,10]。
假设当前桨距角为5°，则根据公式(1)可得：
桨距角5°隶属于评价等级“较大”的隶属度μ较大为：
Figure BDA0002036908110000061
桨距角5°隶属于评价等级“中等”的隶属度μ中等为：
Figure BDA0002036908110000062
桨距角5°隶属于评价等级“较小”的隶属度μ较小为：
Figure BDA0002036908110000063
桨距角5°隶属于评价等级“接近零”的隶属度μ接近零为：
Figure BDA0002036908110000071
则，桨距角5°的隶属度集合为[0.0001234，0.6766，0.9070，0.7788]。
在一示例中，对于发电机转速过速比关联评价集合B：
模糊评价等级“较大”对应的发电机转速过速比参考值为15％，波动幅度为±5％；
模糊评价等级“中等”对应的发电机转速过速比参考值为7.5％，波动幅度为±5％；
模糊评价等级“较小”对应的发电机转速过速比参考值为2.5％，波动幅度为±5％；
模糊评价等级“接近零”对应的发电机转速过速比参考值为0，波动幅度为±10％。
则有转速过速比关联评价集合B的参考向量为[15％,7.5％,2.5％,0]，波动幅度向量为[5％,5％,5％,10％]。同理，可以根据公式(1)计算当前转速过速比相对于各评价等级的隶属度，此处不再赘述。
在步骤103中，根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合。
其中，附加变桨速率的隶属度集合C中第i个元素表示：当前附加变桨速率相对于预设的附加变桨速率关联评价集合中第i个评价等级的隶属度。
在一示例中，对于附加变桨速率关联评价集合C：
模糊评价等级“较大”对应的附加变桨速率参考值为2.5；
模糊评价等级“中等”对应的附加变桨速率参考值为0.75；
模糊评价等级“较小”对应的附加变桨速率参考值为0.15；
模糊评价等级“接近零”对应附加变桨速率参考值为0。
在步骤104中，根据附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值。
具体地，可以根据附加变桨速率的隶属度集合C中各元素的值:c1,c2,c3,c4，以及预设的附加变桨速率关联评价集合C中各评级等级的参考值，即集合C的参考向量[c_r1,c_2,c_r3,c_r4]，得到附加变桨速率的需求值c_y：
Figure BDA0002036908110000081
在步骤105中，获得风力发电机组的变桨调节器的变桨速率输出值；并利用附加变桨速率的需求值对变桨速率输出值进行补偿；以及利用补偿后的变桨速率控制风力发电机组运行。
具体实施时，该附加变桨速率的需求值会叠加在机组原有变桨调节器的输出上，最后利用补偿后的变桨速率控制风力发电机组运行。
其中，变桨调节器可以为PID(Proportion-Integral-Derivative，比例-积分-微分)调节器或者PI调节器，此处不做限定。
如上所述，本发明实施例中的附加变桨速率的需求值是基于模糊控制理论计算得到，与现有技术中的附加变桨速率为一个恒定值相比，由于本发明实施例中的附加变桨速率的需求值随着当期采集的转速相关参数和桨距角的变化而连续变化，因此，能够在风力发电机组超过额定转速时为风力发电机组提供连续变化的附加变桨速率，一方面能够防止风力发电机组过速，另一方面能够避免因风力发电机组产生较大振动，保护风力发电机组安全运行。
此外，本发明实施例采用转速相关参数和桨距角一起作为防过速控制的输入，与仅采用转速或者加速度输入相比，能够提高风力发电机组防过速控制的精度，有效降低风力发电机组过速的概率，极高机组的平均故障时间间隔(Mean Time before Faults，MTBF)以及发电量，同时带给机组较少的扰动，提高风力发电机组的运行稳定性。
根据本发明实施例，用于风力发电机组防过速控制的模糊控制规则从转速相关参数、桨距角以及附加变桨速率三方面展开。
在一示例中，本发明实施例终点额转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则包括n2条子规则，n为各集合中元素的数目。其中，每条子规则用于定义一种转速相关参数的评价等级、桨距角的评价等级和附加变桨速率的评价等级三者之间的对应关系，
结合风力发电机组运行特性，以n＝4，转速关联参数为发电机过速百分比，评级等级包括：“较大”，“中等”，“较小”和“接近零”为例：16条模糊子规则可以定义为：
(1)发电机过速百分比较大，且桨距角较小时，附加变桨速率较大；
(2)发电机过速百分比较大，且桨距角接近零时，附加变桨速率较大；
(3)发电机过速百分比较大，且桨距角较大时，附加变桨速率中等；
(4)发电机过速百分比较大，且桨距角中等时，附加变桨速率中等；
(5)发电机过速百分比中等，且桨距角较小时，附加变桨速率中等；
(6)发电机过速百分比中等，且桨距角较大时，附加变桨速率较小；
(7)发电机过速百分比中等，且桨距角中等时，附加变桨速率较小；
(8)发电机过速百分比中等，且桨距角接近零时，附加变桨速率较小；
(9)发电机过速百分比较小，且桨距角中等时，附加变桨速率较小；
(10)发电机过速百分比较小，且桨距角较小时，附加变桨速率较小；
(11)发电机过速百分比较小，且桨距角较大时，附加变桨速率接近零；
(12)发电机过速百分比较小，且桨距角接近零时，附加变桨速率接近零；
(13)发电机过速百分比接近零，且桨距角较大时，附加变桨速率接近零；
(14)发电机过速百分比接近零，且桨距角中等时，附加变桨速率接近零；
(15)发电机过速百分比接近零，且桨距角较小时，附加变桨速率接近零；
(16)发电机过速百分比接近零，且桨距角接近零时，附加变桨速率接近零。
假设发电机过速百分比的隶属度集合B中各元素的值分别为：b1,b2,b3,b4，桨距角的隶属度集合A中各元素的值分别为：a1,a2,a3,a4，则基于上述16条子规则得到附加变桨速率的隶属度集合C中的各元素的值c1,c2,c3,c4的计算过程为：
基于子规则(1)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较大”的隶属度值b1，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较小”的隶属度值a3，然后，选取b1和a3中的较小值作为子规则(1)的输出值y1。
基于子规则(2)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较大”的隶属度值b1，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“接近零”的隶属度值43，然后，选取b1和a4中的较小值作为子规则(2)的输出值y2。
接下来，比较y1和y2，将y1和y2中的较大值作为集合C中的隶属于评价等级“较大”的附加变桨速率的隶属度c1。
基于子规则(3)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较大”的隶属度值b1，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较大”的隶属度值a1，然后，选取b1和a1中的较小值作为子规则(3)的输出值y3。
基于子规则(4)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较大”的隶属度值b1，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“中等”的隶属度值a2，然后，选取b1和a2中的较小值作为子规则(4)的输出值y4。
基于子规则(5)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“中等”的隶属度值b2，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较小”的隶属度值a3，然后，选取b2和a3中的较小值作为子规则(5)的输出值y5。
接下来，比较y3、y4和y5，将y3、y4和y5中的较大值作为集合C中的隶属于评价等级“中等”的附加变桨速率的隶属度c2。
基于子规则(6)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“中等”的隶属度值b2，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较大”的隶属度值a1，然后，选取b2和a1中的较小值作为子规则(6)的输出值y6。
基于子规则(7)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“中等”的隶属度值b2，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“中等”的隶属度值a2，然后，选取b2和a2中的较小值作为子规则(7)的输出值y7。
基于子规则(8)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“中等”的隶属度值b2，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“接近零”的隶属度值a4，然后，选取b2和a4中的较小值作为子规则(8)的输出值y8。
基于子规则(9)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较小”的隶属度值b3，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“中等”的隶属度值a2，然后，选取b3和a3中的较小值作为子规则(9)的输出值y9。
基于子规则(10)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较小”的隶属度值b3，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较小”的隶属度值a3，然后，选取b3和a3中的较小值作为子规则(10)的输出值y10。
接下来，比较y6、y7、y8、y9和y10，将y6、y7、y8、y9和y10中的较大值作为集合C中的隶属于评价等级“较小”的附加变桨速率的隶属度c3。
基于子规则(11)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较小”的隶属度值b3，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较大”的隶属度值a1，然后，选取b3和a1中的较小值作为子规则(11)的输出值y11。
基于子规则(12)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“较小”的隶属度值b3，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“接近零”的隶属度值a4，然后，选取b3和a4中的较小值作为子规则(12)的输出值y12。
基于子规则(13)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“接近零”的隶属度值b4，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较大”的隶属度值a1，然后，选取b4和a1中的较小值作为子规则(13)的输出值y13。
基于子规则(14)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“接近零”的隶属度值b4，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“中等”的隶属度值a2，然后，选取b4和a2中的较小值作为子规则(14)的输出值y14。
基于子规则(15)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“接近零”的隶属度值b4，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“较小”的隶属度值a3，然后，选取b4和a3中的较小值作为子规则(15)的输出值y15。
基于子规则(16)，从集合B中获得当前发电机过速百分比隶属于评价等级“接近零”的隶属度值b4，从集合A中获得当前发电机桨距角隶属于评价等级“接近零”的隶属度值a4，然后，选取b4和a4中的较小值作为第(16)条子规则的输出值y16。
接下来，比较y11、y12、y13、y14、y15和y16，将y11、y12、y13、y14、y15和y16中的较大值作为集合C中的隶属于评价等级“接近零”的附加变桨速率的隶属度c4。
图2为本发明实施例提供的不同发电机过速百分比和桨距角输入下得到的附加变桨速率的需求值的仿真结果示意图。
如图2所示，横坐标为桨距角，输入区间为[0°，20°]，纵坐标为发电机过速百分比，输入区间为[0，15％]，基于本发明实施例的风力发电机组防过速控制方法，每个桨距角输入结合一个发电机过速百分比输入，可得到一个附加变桨速率的需求值，并且，附加变桨速率的需求值在桨距角区间[0°，20°]和发电机过速百分比区间为[0，15％]构成的平面内连续。
图2中示出的不同附加变桨速率的需求值通过灰度加以区别，图2中右侧区域给出不同灰度点对应的附加变桨速率的需求值。
与现有技术中的附加变桨速率为一个恒定值相比，由于本发明实施例中的附加变桨速率的需求值随着当期采集的转速相关参数和桨距角的变化而连续变化，在预定桨距角区间和预定发电机过速百分比区间构成的平面内连续，因此，能够在风力发电机组超过额定转速时为风力发电机组提供连续变化的附加变桨速率，在防止风力发电机组过速的同时，避免因风力发电机组产生较大振动，保护风力发电机组安全运行。
图3为本发明实施例提供的风力发电机组防过速控制装置的结构示意图，图1及图2中的解释说明可以应用于本实施例。如图3所示，该风力发电机组防过速控制装置包括：风机数据采集模块301(其具有与步骤101对应的功能)、第一隶属度计算模块302(其具有与步骤102对应的功能)、第二隶属度计算模块303(其具有与步骤103对应的功能)、附加变桨速率需求值计算模块304(其具有与步骤104对应的功能)和风机运行控制模块305(其具有与步骤105对应的功能)。
其中，风机数据采集模块301用于采集风力发电机组的转速相关参数和桨距角。
第一隶属度计算模块302用于基于预设的隶属度计算函数，计算得到转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合。
第二隶属度计算模块303用于根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对转速相关参数的隶属度集合以及桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合。
附加变桨速率需求值计算模块304用于根据附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值。
风机运行控制模块305用于获得风力发电机组的变桨调节器的变桨速率输出值；并利用附加变桨速率的需求值对变桨速率输出值进行补偿；以及利用补偿后的变桨速率控制风力发电机组运行。
其中，转速相关参数包括转速或者转速过速百分比；转速过速百分比由转速与风力发电机组的额定转速确定。
需要说明的是，本发明实施例中的风力发电机组防过速控制装置可以设置在风力发电机组的主控制器或者变桨控制器中，从而不需要变更任何硬件，也可以是具有独立运算功能的逻辑器件，此处不进行限定。
本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有程序，其中，程序被处理器执行时实现如权利要求上文所述的风力发电机组防过速控制方法。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明实施例并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明实施例的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明实施例的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
本发明实施例可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明实施例的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明实施例的范围之中。

Claims (9)

1.一种风力发电机组防过速控制方法，其特征在于，包括：
采集所述风力发电机组的转速相关参数和桨距角；
基于预设的隶属度计算函数，计算得到所述转速相关参数的隶属度集合以及所述桨距角的隶属度集合；
根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对所述转速相关参数的隶属度集合以及所述桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合；
根据所述附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值；
获得所述风力发电机组的变桨调节器的变桨速率输出值；并利用所述附加变桨速率的需求值对所述变桨速率输出值进行补偿；以及利用补偿后的变桨速率控制所述风力发电机组运行；
所述预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则包括n2条子规则；
其中，每条子规则用于定义一种转速相关参数的评价等级、桨距角的评价等级和附加变桨速率的评价等级三者之间的对应关系，n为各集合中元素的数目。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述转速相关参数的隶属度集合中第i个元素为：所述转速相关参数相对于预设的转速关联评价集合中第i个评价等级的隶属度；
所述桨距角的隶属度集合中第i个元素为：所述桨距角相对于预设的桨距角关联评价集合中第i个评价等级的隶属度；
所述附加变桨速率的隶属度集合中第i个元素为：所述附加变桨速率相对于预设的附加变桨速率关联评价集合中第i个评价等级的隶属度；
其中，1≤i≤n，n为各集合中元素的数目。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的转速关联评价集合、所述预设的桨距角关联评价集合和所述预设的附加变桨速率关联评价集合中包括4个评价等级：第一等级、第二等级、第三等级及第四等级，所述第一等级、第二等级、第三等级及第四等级对应的所述附加变桨速率的值依次减小。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的隶属度计算函数的表达式为：
Figure FDA0003825967670000021
其中，x为当前转速相关参数或者当前桨距角，μ为x相对于z对应的评价等级的隶属度，d为z的波动幅度，z为所述转速关联评价集合中任一评价等级的转速相关参数参考值，或者所述桨距角关联评价集合中任一评价等级的桨距角参考值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值，包括：
根据所述附加变桨速率的隶属度集合中各元素的值，以及所述预设的附加变桨速率关联评价集合中各评级等级的参考值，得到所述附加变桨速率的需求值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述转速相关参数包括转速或者转速过速百分比；
其中，所述转速过速百分比由所述转速与所述风力发电机组的额定转速确定。
7.一种风力发电机组防过速控制装置，其特征在于，包括：
风机数据采集模块，用于采集所述风力发电机组的转速相关参数和桨距角；
第一隶属度计算模块，用于基于预设的隶属度计算函数，计算得到所述转速相关参数的隶属度集合以及所述桨距角的隶属度集合；
第二隶属度计算模块，用于根据预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则，对所述转速相关参数的隶属度集合以及所述桨距角的隶属度集合进行处理，得到附加变桨速率的隶属度集合；所述预设的转速相关参数、桨距角与附加变桨速率三者之间的模糊控制规则包括n2条子规则；其中，每条子规则用于定义一种转速相关参数的评价等级、桨距角的评价等级和附加变桨速率的评价等级三者之间的对应关系，n为各集合中元素的数目；
附加变桨速率需求值计算模块，用于根据所述附加变桨速率的隶属度集合，得到附加变桨速率的需求值；
风机运行控制模块，用于获得所述风力发电机组的变桨调节器的变桨速率输出值；并利用所述附加变桨速率的需求值对所述变桨速率输出值进行补偿；以及利用补偿后的变桨速率控制所述风力发电机组运行。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置设置在所述风力发电机组的主控制器或者变桨控制器中。
9.一种存储介质，其上存储有程序，其中，程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的风力发电机组防过速控制方法。
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