CN112012884A - 风力发电机组的控制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种风力发电机组的控制方法及设备。所述控制方法包括：获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度；基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。根据所述控制方法及设备，能够基于塔架顶部的倾斜角度通过独立变桨进行较为精准的塔架侧向加阻，从而较好地抑制塔架的侧向振动。

Description

风力发电机组的控制方法及设备
技术领域
本发明总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的控制方法及设备。
背景技术
风力发电机组的发展在不断朝着大型化、大容量、海上方向发展。对于经常遭遇不均衡风浪的海上风力发电机组，塔架侧向加阻能够很好地抑制塔架侧向振动，且不会对发电质量带来过多的影响。
目前，通常仅基于塔架的侧向加速度来实现塔架的侧向加阻，但由于在实现塔架侧向加阻的过程中，需要将塔架的侧向加速度转化成塔架侧向振动的速度，而这一步骤往往会将通过加速度传感器测量的加速度信号的噪声以及偏差等放大，影响最终的塔架侧向加阻效果。
发明内容
本发明的示例性实施例在于提供一种风力发电机组的控制方法及设备，以解决现有技术存在的塔架侧向加阻效果差的问题。
根据本发明的示例性实施例，提供一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度；基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。
可选地，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨的步骤包括：确定针对所有叶片的统一变桨角度；分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角；将所述每个叶片变桨到对应的目标桨距角。
可选地，获取的倾斜角度仅指示塔架顶部沿侧向的倾斜角度，其中，基于获取的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：基于获取的倾斜角度与侧向阻尼增益的乘积、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，所述侧向阻尼增益小于0。
可选地，所述侧向阻尼增益是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
可选地，所述控制方法还包括：获取风力发电机组的塔架顶部的加速度，其中，基于获取的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：基于获取的倾斜角度和加速度，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的横向振动和纵向振动，其中，获取的倾斜角度指示塔架顶部沿侧向和纵向的倾斜角度，获取的加速度指示塔架顶部沿侧向和纵向的加速度。
可选地，基于获取的倾斜角度和加速度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：基于获取的倾斜角度和加速度，确定塔架振动的振幅和相位，其中，将沿叶轮指向机舱的方向的振动定义为相位为0的振动；基于确定的塔架振动的幅值和相位、统一增益，确定附加变桨角度的统一幅值；基于确定的塔架振动的幅值和相位、循环增益，确定附加变桨角度的循环幅值；基于确定的附加变桨角度的统一幅值和附加变桨角度的循环幅值、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，统一增益和循环增益小于0。
可选地，通过下式确定附加变桨角度的统一幅值：Acol＝kcol·Atv·cos(θtv)，其中，通过下式确定附加变桨角度的循环幅值：Acyc＝kcyc·Atv·sin(θtv)，其中，Acol指示附加变桨角度的统一幅值，Acyc指示附加变桨角度的循环幅值，kcol指示统一增益，kcyc指示循环增益，Atv指示确定的塔架振动的幅值，θtv指示确定的塔架振动的相位。
可选地，统一增益和循环增益是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
可选地，统一增益和循环增益随风力发电机组的预设参数的参数值的变化而变化。
可选地，基于获取的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：使用带通滤波器对获取的倾斜角度进行带通滤波，并基于滤波后的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度，其中，所述带通滤波器的通过频率范围为：塔架的一阶固有频率附近的预设频率范围。
可选地，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨的步骤还包括：使用带阻滤波器对确定的每个叶片的附加变桨角度进行带阻滤波，其中，分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加滤波后的所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角，其中，所述带阻滤波器的阻带频率范围是基于叶轮转频和/或塔架的一阶固有频率而被确定的。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种风力发电机组的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：数据读取单元，获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；附加变桨角度确定单元，基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度；变桨控制单元，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。
可选地，变桨控制单元包括：统一变桨角度确定单元，确定针对所有叶片的统一变桨角度；目标桨距角确定单元，分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角；变桨单元，将所述每个叶片变桨到对应的目标桨距角。
可选地，获取的倾斜角度仅指示塔架顶部沿侧向的倾斜角度，其中，附加变桨角度确定单元基于获取的倾斜角度与侧向阻尼增益的乘积、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，所述侧向阻尼增益小于0。
可选地，数据读取单元还获取风力发电机组的塔架顶部的加速度，其中，附加变桨角度确定单元基于获取的倾斜角度和加速度，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，变桨控制单元基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的横向振动和纵向振动，其中，获取的倾斜角度指示塔架顶部沿侧向和纵向的倾斜角度，获取的加速度指示塔架顶部沿侧向和纵向的加速度。
可选地，附加变桨角度确定单元包括：振动确定单元，基于获取的倾斜角度和加速度，确定塔架振动的振幅和相位，其中，将沿叶轮指向机舱的方向的振动定义为相位为0的振动；统一幅值确定单元，基于确定的塔架振动的幅值和相位、统一增益，确定附加变桨角度的统一幅值；循环幅值确定单元，基于确定的塔架振动的幅值和相位、循环增益，确定附加变桨角度的循环幅值；附加变桨角度计算单元，基于确定的附加变桨角度的统一幅值和附加变桨角度的循环幅值、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，统一增益和循环增益小于0。
可选地，统一幅值确定单元通过下式确定附加变桨角度的统一幅值：Acol＝kcol·Atv·cos(θtv)，其中，循环幅值确定单元通过下式确定附加变桨角度的循环幅值：Acyc＝kcyc·Atv·sin(θtv)，其中，Acol指示附加变桨角度的统一幅值，Acyc指示附加变桨角度的循环幅值，kcol指示统一增益，kcyc指示循环增益，Atv指示确定的塔架振动的幅值，θtv指示确定的塔架振动的相位。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的风力发电机组的控制方法。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种风力发电机组的控制器，所述控制器包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的风力发电机组的控制方法。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：倾角传感器，用于测量风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；加速度传感器，用于测量风力发电机组的塔架顶部的加速度；如上所述的风力发电机组的控制器。
根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制方法及设备，能够基于塔架顶部的倾斜角度通过独立变桨进行较为精准的塔架侧向加阻，从而较好地抑制塔架的侧向振动。此外，还能够通过同一次独立变桨，实现对塔架的侧向振动和纵向振动的同时加阻，从而更有效、快捷地抑制塔架的振动、减小塔架的负载。
将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明的第一示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图；
图2示出根据本发明的第二示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图；
图3示出根据本发明的第三示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图；
图4示出根据本发明的示例性实施例的确定每个叶片的附加变桨角度的方法的流程图；
图5示出根据本发明的示例性实施例的确定塔架振动的振幅和相位的示例；
图6示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备的框图；
图7示出根据本发明示例性实施例的变桨控制单元的框图；
图8示出根据本发明示例性实施例的附加变桨角度确定单元的框图；
图9示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制器的框图；
图10示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制系统的框图。
具体实施方式
现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。
图1示出根据本发明的第一示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图。
参照图1，在步骤S101，获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度。
作为示例，获取的倾斜角度可仅指示塔架顶部沿侧向的倾斜角度。
作为示例，可通过倾角传感器测量塔架顶部的倾斜角度，并从倾角传感器读取测量的塔架顶部的倾斜角度。
在步骤S102，基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度。
作为示例，可基于获取的倾斜角度、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度。
叶片的相位偏移信息用于指示叶片之间相位偏移的情况，与风力发电机组的叶片的数量有关。例如，当风力发电机组具有三个叶片时，叶片的相位偏移信息可为：三个叶片在叶轮面内相差120度。
作为示例，可使用带通滤波器对获取的倾斜角度进行带通滤波，从而基于滤波后的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度。这里，所述带通滤波器的通过频率范围可为：塔架的一阶固有频率附近的第一预设频率范围。例如，以塔架的一阶固有频率为中心频率的第一预设频率范围。
在步骤S103，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。
作为示例，步骤S103可包括：确定针对所有叶片的统一变桨角度；然后，分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加该叶片的附加变桨角度，来得到该叶片的目标桨距角；并将该叶片变桨到对应的目标桨距角。
作为另一示例，步骤S103还可包括：使用带阻滤波器对确定的每个叶片的附加变桨角度进行带阻滤波，从而分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加滤波后的该叶片的附加变桨角度，来得到该叶片的目标桨距角。这里，所述带阻滤波器的阻带频率范围可以是基于叶轮转频和/或塔架的一阶固有频率而被确定的。例如，所述带阻滤波器的阻带频率范围可以是叶轮转频(叶轮转速的频率)和塔架的一阶固有频率之和。
作为示例，根据本发明的第一示例性实施例的风力发电机组的控制方法还可包括：获取风力发电机组的塔架顶部的加速度，从而在步骤S102，可基于获取的倾斜角度和加速度，确定每个叶片的附加变桨角度，在步骤S103，可基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动和纵向振动。
作为示例，获取的倾斜角度可指示塔架顶部沿侧向和纵向的倾斜角度。
作为示例，获取的加速度可指示塔架顶部沿侧向和纵向的加速度。
作为示例，可通过加速度传感器测量塔架顶部的加速度，并从加速度传感器读取测量的塔架顶部的加速度。
作为示例，可基于获取的倾斜角度和加速度确定塔架振动的振幅和相位，然后基于确定的塔架振动的振幅和相位确定每个叶片的附加变桨角度。例如，可基于确定的塔架振动的振幅和相位、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度。
作为示例，可使用带通滤波器对获取的加速度进行带通滤波，从而基于滤波后的加速度确定每个叶片的附加变桨角度。这里，所述带通滤波器的通过频率范围可为：塔架的一阶固有频率附近的第二预设频率范围。例如，以塔架的一阶固有频率为中心频率的第二预设频率范围。
作为示例，根据本发明的第一示例性实施例的风力发电机组的控制方法被执行的频率可为20Hz至100Hz，例如，可为50Hz。
图2示出根据本发明的第二示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图。
参照图2，在步骤S201，获取风力发电机组的塔架顶部的侧向倾斜角度。
在步骤S202，基于获取的侧向倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度。
作为示例，可基于获取的侧向倾斜角度与侧向阻尼增益的乘积、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，所述侧向阻尼增益小于0。
作为示例，所述侧向阻尼增益可以是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。例如，独立变桨动作的可接受范围可包括：附加变桨角度的可接收范围和/或独立变桨动作的频率的可接收范围。
作为示例，当风力发电机组具有三个叶片时，可通过式(1)来确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度：
Figure BDA0002075367080000071
其中，βref1,βref2,βref3分别指示叶片1的附加变桨角度、叶片2的附加变桨角度、叶片3的附加变桨角度，Aβ指示获取的侧向倾斜角度与侧向阻尼增益的乘积，Ψ指示叶轮方位角，x1,x2,x3指示叶片的相位偏移信息，x1＝0,
Figure BDA0002075367080000072
在步骤S203，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。根据本发明的示例性实施例，能够基于塔架顶部的倾斜角度通过独立变桨进行较为精准的塔架侧向加阻，从而较好地抑制塔架的侧向振动。
图3示出根据本发明的第三示例性实施例的风力发电机组的控制方法的流程图。
参照图3，在步骤S301，获取风力发电机组的塔架顶部的侧向倾斜角度和纵向倾斜角度。
在步骤S302，获取风力发电机组的塔架顶部的侧向加速度和纵向加速度。
在步骤S303，基于获取的侧向倾斜角度、纵向倾斜角度、侧向加速度和纵向加速度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度。
作为示例，可基于获取的侧向倾斜角度、纵向倾斜角度、侧向加速度和纵向加速度，确定塔架振动的振幅和相位，然后基于确定的塔架振动的振幅和相位、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度。
作为优选方式，以下将参照图4来描述根据本发明示例性实施例的确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度的流程。
在步骤S304，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动和纵向振动。
根据本发明的示例性实施例，通过同一次独立变桨，可对塔架的侧向振动和纵向振动同时施加阻力，进而同时抑制塔架的侧向振动和纵向振动，而非如现有技术一次变桨动作仅能对侧向振动或纵向振动施加阻力，不能实现同时加阻。
图4示出根据本发明的示例性实施例的确定每个叶片的附加变桨角度的方法的流程图。
参照图4，在步骤S401，基于获取的侧向倾斜角度、纵向倾斜角度、侧向加速度和纵向加速度，确定塔架振动的振幅和相位，其中，将沿叶轮指向机舱的方向的振动定义为相位为0的振动(可参照图5中的坐标系)。
作为示例，可通过式(2)来确定塔架振动的振幅和相位：
(Atv,θtv)＝f1(axy,Ix,y) (2)
其中，Atv指示确定的塔架振动的幅值，θtv指示确定的塔架振动的相位，axy指示塔架顶部的侧向加速度和纵向加速度、Ix,y指示塔架顶部的侧向倾斜角度和纵向倾斜角度。
图5示出根据本发明的示例性实施例的确定塔架振动的振幅和相位的示例。如图5所示，可先基于塔架顶部的侧向加速度、纵向加速度、侧向倾斜角度和纵向倾斜角度确定塔架振动的位置，然后通过式(2)确定塔架振动的振幅和相位。
返回图4，在步骤S402，基于确定的塔架振动的幅值和相位、统一增益，确定附加变桨角度的统一幅值。这里，统一增益小于0。
作为示例，统一增益可以是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
作为示例，统一增益可随风力发电机组的预设参数的参数值的变化而变化。例如，所述预设参数可为环境风速值。
作为示例，可通过式(3)确定附加变桨角度的统一幅值：
Acol＝kcol·Atv·cos(θtv) (3)
其中，kcol指示统一增益，Atv指示确定的塔架振动的幅值，θtv指示确定的塔架振动的相位，Acol指示附加变桨角度的统一幅值，用于控制塔架的纵向加阻。
在步骤S403，基于确定的塔架振动的幅值和相位、循环增益，确定附加变桨角度的循环幅值。这里，循环增益小于0。
作为示例，循环增益可以是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
作为示例，循环增益可随风力发电机组的预设参数的参数值的变化而变化。
作为示例，可通过式(4)确定附加变桨角度的循环幅值：
Acyc＝kcyc·Atv·sin(θtv) (4)
其中，Acyc指示附加变桨角度的循环幅值，用于控制塔架的侧向加阻，kcyc指示循环增益。
在步骤S404，基于确定的附加变桨角度的统一幅值和附加变桨角度的循环幅值、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度。
作为示例，当风力发电机组具有三个叶片时，可通过式(5)来确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度：
Figure BDA0002075367080000091
其中，βref1,βref2,βref3分别指示叶片1的附加变桨角度、叶片2的附加变桨角度、叶片3的附加变桨角度，Acyc指示附加变桨角度的循环幅值，Acol指示附加变桨角度的统一幅值，Ψ指示叶轮方位角，x1,x2,x3指示叶片的相位偏移信息，x1＝0,
Figure BDA0002075367080000092
图6示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备的框图。
如图6所示，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备包括：数据读取单元10、附加变桨角度确定单元20、变桨控制单元30。
具体说来，数据读取单元10用于获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度。
附加变桨角度确定单元20用于基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度。
作为示例，获取的倾斜角度可仅指示塔架顶部沿侧向的倾斜角度，附加变桨角度确定单元20可基于获取的倾斜角度与侧向阻尼增益的乘积、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，所述侧向阻尼增益小于0。
作为示例，所述侧向阻尼增益可以是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。例如，独立变桨动作的可接受范围可包括：附加变桨角度的可接收范围和/或独立变桨动作的频率的可接收范围。
变桨控制单元30用于基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。
作为示例，数据读取单元10还可获取风力发电机组的塔架顶部的加速度，其中，附加变桨角度确定单元20可基于获取的倾斜角度和加速度，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，变桨控制单元30可基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的横向振动和纵向振动，其中，获取的倾斜角度指示塔架顶部沿侧向和纵向的倾斜角度，获取的加速度指示塔架顶部沿侧向和纵向的加速度。
作为示例，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备还可包括：带通滤波器(未示出)，带通滤波器用于对获取的倾斜角度进行带通滤波，以基于滤波后的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度。这里，所述带通滤波器的通过频率范围可为：塔架的一阶固有频率附近的第一预设频率范围。例如，以塔架的一阶固有频率为中心频率的第一预设频率范围。
此外，还可通过带通滤波器对获取的加速度进行带通滤波，以基于滤波后的加速度确定每个叶片的附加变桨角度。
此外，作为示例，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备还可包括：带阻滤波器(未示出)，带阻滤波器用于对确定的每个叶片的附加变桨角度进行带阻滤波，从而分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加滤波后的该叶片的附加变桨角度，来得到该叶片的目标桨距角。这里，所述带阻滤波器的阻带频率范围可以是基于叶轮转频和/或塔架的一阶固有频率而被确定的。例如，所述带阻滤波器的阻带频率范围可以是叶轮转频(叶轮转速的频率)和塔架的一阶固有频率之和。
图7示出根据本发明示例性实施例的变桨控制单元30的框图。
如图7所示，根据本发明示例性实施例的变桨控制单元30包括：统一变桨角度确定单元301、目标桨距角确定单元302以及变桨单元303。
具体说来，统一变桨角度确定单元301用于确定针对所有叶片的统一变桨角度。
目标桨距角确定单元302用于分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角。
变桨单元303用于将所述每个叶片变桨到对应的目标桨距角。
图8示出根据本发明示例性实施例的附加变桨角度确定单元20的框图。
如图8所示，根据本发明示例性实施例的附加变桨角度确定单元20可包括：振动确定单元201、统一幅值确定单元202、循环幅值确定单元203、附加变桨角度计算单元204。
具体说来，振动确定单元201用于基于获取的倾斜角度和加速度，确定塔架振动的振幅和相位，其中，将沿叶轮指向机舱的方向的振动定义为相位为0的振动。
统一幅值确定单元202用于基于确定的塔架振动的幅值和相位、统一增益，确定附加变桨角度的统一幅值。
作为示例，统一幅值确定单元202可通过式(3)确定附加变桨角度的统一幅值。
作为示例，统一增益可以是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
作为示例，统一增益可随风力发电机组的预设参数的参数值的变化而变化。例如，所述预设参数可为环境风速值。
循环幅值确定单元203用于基于确定的塔架振动的幅值和相位、循环增益，确定附加变桨角度的循环幅值。
作为示例，循环幅值确定单元203可通过式(4)确定附加变桨角度的循环幅值。
作为示例，循环增益可以是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
作为示例，循环增益可随风力发电机组的预设参数的参数值的变化而变化。
附加变桨角度计算单元204用于基于确定的附加变桨角度的统一幅值和附加变桨角度的循环幅值、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，其中，统一增益和循环增益小于0。
应该理解，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备的具体实现方式可参照结合图1至图5描述的相关具体实现方式来实现，在此不再赘述。
应该理解，根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制设备中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现各个单元。
本发明的示例性实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述示例性实施例所述的风力发电机组的控制方法。该计算机可读存储介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。
图9示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制器的框图。
如图9所示，根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的控制器40包括：处理器50和存储器60，其中，存储器60包括程序模块70，当程序模块70中的计算机程序被处理器50执行时，实现如上述示例性实施例所述的风力发电机组的控制方法。应该理解，存储器60还可进一步包括其他可移动/不可移动、易失性/非易失性的计算机系统存储介质。此外，存储器60还可包括用于实现风力发电机组的其他功能的程序模块。
图10示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组的控制系统的框图。
如图10所示，根据本发明的示例性实施例的风力发电机组的控制系统包括：风力发电机组的控制器40、方位角传感器100、倾角传感器110、加速度传感器120、变桨驱动装置90，其中，风力发电机组的控制器40除包括处理器50和存储器60之外，还包括输入/输出接口80。具体说来，倾角传感器110用于测量风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；加速度传感器120用于测量风力发电机组的塔架顶部的加速度；方位角传感器100用于测量风力发电机组的叶轮的方位角；处理器50通过I/O接口80从方位角传感器100、倾角传感器110和加速度传感器120获取测量数据；处理器50通过I/O接口80向变桨驱动装置90发送控制信号，以使变桨驱动装置90驱动变桨机构变桨到目标桨距角。
虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (15)

1.一种风力发电机组的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；
基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度；
基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨的步骤包括：
确定针对所有叶片的统一变桨角度；
分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角；
将所述每个叶片变桨到对应的目标桨距角。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取的倾斜角度仅指示塔架顶部沿侧向的倾斜角度，
其中，基于获取的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：基于获取的倾斜角度与侧向阻尼增益的乘积、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，
其中，所述侧向阻尼增益小于0。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述侧向阻尼增益是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：获取风力发电机组的塔架顶部的加速度，
其中，基于获取的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：基于获取的倾斜角度和加速度，确定每个叶片的附加变桨角度，
其中，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的横向振动和纵向振动，
其中，获取的倾斜角度指示塔架顶部沿侧向和纵向的倾斜角度，获取的加速度指示塔架顶部沿侧向和纵向的加速度。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，基于获取的倾斜角度和加速度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：
基于获取的倾斜角度和加速度，确定塔架振动的振幅和相位，其中，将沿叶轮指向机舱的方向的振动定义为相位为0的振动；
基于确定的塔架振动的幅值和相位、统一增益，确定附加变桨角度的统一幅值；
基于确定的塔架振动的幅值和相位、循环增益，确定附加变桨角度的循环幅值；
基于确定的附加变桨角度的统一幅值和附加变桨角度的循环幅值、叶片的相位偏移信息、以及叶轮方位角和/或叶轮转速，确定每个叶片的附加变桨角度，
其中，统一增益和循环增益小于0。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，通过下式确定附加变桨角度的统一幅值：Acol＝kcol·Atv·cos(θtv)，
其中，通过下式确定附加变桨角度的循环幅值：Acyc＝kcyc·Atv·sin(θtv)，
其中，Acol指示附加变桨角度的统一幅值，Acyc指示附加变桨角度的循环幅值，kcol指示统一增益，kcyc指示循环增益，Atv指示确定的塔架振动的幅值，θtv指示确定的塔架振动的相位。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，统一增益和循环增益是基于年发电量损失的可接受范围、塔架负载的可接受范围和独立变桨动作的可接受范围之中的至少一项而被确定的。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，统一增益和循环增益随风力发电机组的预设参数的参数值的变化而变化。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，基于获取的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度的步骤包括：
使用带通滤波器对获取的倾斜角度进行带通滤波，并基于滤波后的倾斜角度确定每个叶片的附加变桨角度，
其中，所述带通滤波器的通过频率范围为：塔架的一阶固有频率附近的预设频率范围。
11.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨的步骤还包括：
使用带阻滤波器对确定的每个叶片的附加变桨角度进行带阻滤波，
其中，分别针对每个叶片，在所述统一变桨角度的基础上叠加滤波后的所述每个叶片的附加变桨角度，来得到所述每个叶片的目标桨距角，
其中，所述带阻滤波器的阻带频率范围是基于叶轮转频和/或塔架的一阶固有频率而被确定的。
12.一种风力发电机组的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：
数据读取单元，获取风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；
附加变桨角度确定单元，基于获取的倾斜角度，确定风力发电机组的每个叶片的附加变桨角度；
变桨控制单元，基于确定的附加变桨角度进行独立变桨，以抑制塔架的侧向振动。
13.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中的任意一项所述的风力发电机组的控制方法。
14.一种风力发电机组的控制器，其特征在于，所述控制器包括：
处理器；
存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至11中的任意一项所述的风力发电机组的控制方法。
15.一种风力发电机组的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
倾角传感器，用于测量风力发电机组的塔架顶部的倾斜角度；
加速度传感器，用于测量风力发电机组的塔架顶部的加速度；
如权利要求14所述的风力发电机组的控制器。
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