CN112855434B - 风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN112855434B CN202110130312.4A CN202110130312A CN112855434B CN 112855434 B CN112855434 B CN 112855434B CN 202110130312 A CN202110130312 A CN 202110130312A CN 112855434 B CN112855434 B CN 112855434B
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Abstract

本申请提供了一种风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取风电机组的当前转速，基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度，利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益，基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。可以根据风电机组的当前转速实时调整风电机组叶片的桨距角，有助于防止风电机组转速出现超速的情况，可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。

Description

风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及风电机组控制技术领域，尤其是涉及一种风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
新能源发电是现阶段最热门的发电方式，风能发电更是现阶段应用最多的一种可再生能源发电方式之一。风电机组作为风能发电的主要装置，在不同风况下防止风电机组的发电机转速超速是一个需要解决的重要问题。因为当风电机组的发电机超速时，会对风电机组的运行带来极大的安全隐患，甚至造成风电机组损坏。
目前，通常情况下是通过变桨执行机构控制叶片变桨旋转至相应的桨距角，从而实现对风电机组的发电机转速的控制。但是。随着风况的改变，为了保证风电机组可以平稳的运行，就需要实时地调整桨叶的变桨速度以及变桨的位置，以实现风电机组的正常运行，因此，如何精准地调节风电机组叶片的变桨速度以及变桨位置，成为了有待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质，可以根据风电机组的当前转速实时调整风电机组叶片的桨距角，有助于防止风电机组转速出现超速的情况，可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。
本申请实施例提供了一种风电机组叶片的控制方法，所述方法包括：
获取风电机组的当前转速；
基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；
利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；
基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
进一步的，所述确定的增益包括积分增益和比例增益，其中，所述利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益，包括：
基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益；
基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益。
进一步的，所述基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，包括：
比较所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值的大小；
根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数。
进一步的，所述根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数，包括：
如果所述比较结果指示所述当前转速大于或者等于所述预设转速范围中的最大转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速小于或者等于所述预设转速范围中的最小转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速大于所述预设转速范围中的最小转速阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速阈值，则采用预定方式确定所述积分增益的调节倍数。
进一步的，所述基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，包括：
比较所述转速加速度与预设转速加速度范围中的转速加速度阈值的大小；
根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数。
进一步的，所述根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数，包括：
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于或者等于所述预设转速加速度范围中的最大转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度小于或者等于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速加速度阈值，则采用预定方式确定所述比例增益的调节倍数。
进一步的，所述预定方式包括以下方式中的至少一种：插值方式和查表方式。
进一步的，所述基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制，包括：
获取风电机组的转速误差，其中，所述转速误差为所述当前转速与额定转速的差值；
基于风电机组的转速误差和确定的增益确定风电机组叶片的变桨速度和变桨位置；
将风电机组叶片按照所述变桨速度变桨旋转至所述变桨位置。
本申请实施例还提供了一种风电机组叶片的控制装置，所述风电机组叶片的控制装置包括：
获取模块，用于获取风电机组的当前转速；
加速度确定模块，用于基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；
增益确定模块，用于利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；
控制模块，用于基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
进一步的，所述增益确定模块，还包括：
积分增益确定单元，用于基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益；
比例增益确定单元，用于基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益。
进一步的，所述积分增益确定单元在用于基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数时，所述积分增益确定单元用于：
比较所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值的大小；
根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数。
进一步的，所述积分增益确定单元在用于根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数时，所述积分增益确定单元用于：
如果所述比较结果指示所述当前转速大于或者等于所述预设转速范围中的最大转速阈值，积分增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速小于或者等于所述预设转速范围中的最小转速阈值，积分增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速大于所述预设转速范围中的最小转速阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速阈值，积分增益确定模块则采用预定方式确定所述积分增益的调节倍数。
进一步的，所述比例增益确定单元在用于基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数时，所述比例增益确定单元用于：
比较所述转速加速度与预设转速加速度范围中的转速加速度阈值的大小；
根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数。
进一步的，所述比例增益确定单元在根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数时，所述比例增益确定单元用于：
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于或者等于所述预设转速加速度范围中的最大转速加速度阈值，比例增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度小于或者等于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值，比例增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速加速度阈值，比例增益确定模块则采用预定方式确定所述比例增益的调节倍数。
进一步的，所述预定方式包括以下方式中的至少一种：插值方式和查表方式。
进一步的，所述控制模块在用于基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制时，所述控制模块用于：
获取风电机组的转速误差，其中，所述转速误差为所述当前转速与额定转速的差值；
基于风电机组的转速误差和确定的增益确定风电机组叶片的变桨速度和变桨位置；
将风电机组叶片按照所述变桨速度变桨旋转至所述变桨位置。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，当电子设备运行时，所述处理器执行所述程序时执行上述的风电机组叶片的控制方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器运行时执行上述的风电机组叶片的控制方法的步骤。
本申请实施例提供的风电机组叶片的控制方法、装置、电子设备及存储介质，获取风电机组的当前转速；基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
这样，本申请通过获取风电机组的当前转速，确定风电机组的转速加速度，根据当前转速和转速加速度，确定出调节风电机组叶片的桨距角的增益，根据确定出的调节叶片的桨距角的增益，改变风电机组叶片的桨距角，从而有助于防止风电机组转速出现超速的情况，进而可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种可能的应用场景下的系统架构图；
图2为本申请实施例提供的一种风电机组叶片的控制方法的流程图；
图3为叶片控制方案示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种风电机组叶片的控制方法的流程图；
图5为本申请风电机组当前转速与积分增益的调度倍数关系图；
图6为本申请风电机组转速加速度与比例增益的调度倍数关系图；
图7为增益确定方法示意图；
图8为本申请实施例提供的一种风电机组叶片的控制装置的结构示意图；
图9为图8中所示的增益确定模块的结构示意图；
图10为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。
首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍。本申请可以应用在风电机组控制技术领域，通过获取风电机组的当前转速，确定出转速加速度，再根据当前转速及转速加速度确定出调节风电机组叶片的桨距角的增益，根据确定出的调节叶片的桨距角的增益，对风电机组叶片的桨距角进行控制，从而有助于防止风电机组转速出现的超速的情况，进而可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。请参阅图1，图1为一种可能的应用场景下的系统架构图。如图1中所示，所述系统包括风电机组以及控制装置，控制装置可获取风电机组的当前转速，并根据当前转速确定转速加速度，进一步根据当前转速和转速加速度确定出风电机组叶片的桨距角的增益，进而可以对风电机组叶片进行控制，使风电机组可以正常平稳的运行。
经研究发现，目前对于风电机组超速进行调节的技术手段为调节风电机组叶片的桨距角，但是如何精准的确定需要调节的速度以及调节的位置，一直是本领域技术人员所面临的重大技术问题。
基于此，本申请实施例提供的风电机组叶片的控制方法，通过获取到的风电机组的当前转速，确定出调节风电机组叶片的桨距角的增益，改变风电机组叶片的位置，以便更好的控制风电机组的转速，保证风电机组平稳正常的工作。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种风电机组叶片的控制方法的流程图，如图2所示，本申请实施例提供的风电机组叶片的控制方法，包括：
S201：获取风电机组的当前转速。
该步骤中，可以通过转速传感器获取风电机组的当前转速ω。其中风电机组为风力发电机组，包括风轮、发电机；风轮中包含叶片、轮毂、加固件等组成。
S202：基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度。
该步骤中，在获取到风电机组的当前转速之后，对采集到的风电机组的当前转速进行处理，处理后得到风电机组的转速加速度
Figure BDA0002925192990000091
具体的，可以对风电机组的当前转速求导得到风电机组的转速加速度。其中，风电机组的转速加速度为风电机组发电机的转速加速度。
S203：利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益。
该步骤中，在获取到风电机组的当前转速和转速加速度后，可以将风电机组的当前转速和转速加速度与阈值转速和阈值转速加速度进行对比，并基于对比结果确定出控制节风电机组叶片的桨距角所需要的增益。
其中，桨距角也称节距角，是指风电机组叶片顶端翼型弦线与风轮旋转平面的夹角。风电机组采用变桨调节控制，通过调整叶片迎风角度，来进行风电机组输出功率调整。这里，增益代表放大倍数。
S204：基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
该步骤中，基于确定的桨距角增益以及获取到的当前转速，可以计算出用于控制风电机组叶片的桨距角的控制参数，并确定出用于控制风电机组叶片的控制指令，并根据该控制指令实现对于风电机组叶片的桨距角的控制，所述控制指令包括变桨速度指令和变桨位置指令。
这样，便可以计算得到精确的控制参数，有助于更加合理地调节风电机组叶片的桨距角，防止风电机组出现超速旋转的现象，保证风电机组平稳正常的工作。
对于本实施例中的步骤，请参阅图3，图3为叶片控制方案示意图。转速传感器获取到风电机组的当前转速，根据获取到的当前转速确定出调节风电机组叶片的桨距角的增益，根据确定的增益输出相应的控制指令，叶片根据控制指令完成变桨操作。
本申请实施例提供的风电机组叶片的控制方法，获取风电机组的当前转速；基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
这样，本申请通过获取风电机组的当前转速，确定风电机组的转速加速度，根据当前转速和转速加速度，确定出调节风电机组叶片的桨距角的增益，根据确定出的调节叶片的桨距角的增益，改变风电机组叶片的桨距角，从而有助于防止风电机组转速出现超速的情况，进而可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。
请参阅图4，图4为本申请实施例提供的另一种风电机组叶片的控制方法的流程图。如图4所示，本申请实施例提供的风电机组叶片的控制方法，包括：
S401：获取风电机组的当前转速。
S402：基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度。
S403：基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益。
该步骤中，将获取的风电机组的当前转速ω与预设转速阈值进行比较，确定出积分增益的调节倍数，再根据确定出的积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定出所需要的积分增益。
具体的，通过以下公式计算得到积分增益：
Ki *＝KiGain*Ki。
其中Ki *为积分增益，Ki为积分增益初始值，KiGain为积分增益的调节倍数。
这里，风电机组的当前转速ω可以通过转速传感器直接获得，积分增益初始值Ki可直接获取，预设转速阈值根据实际工作情况可进行相应改变，或者根据工作经验设定固定转速阈值，在此不做限定。
S404：基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益。
该步骤中，将获取到的转速加速度
Figure BDA0002925192990000111
与预设转速加速度阈值进行比较，确定出比例增益的调节倍数，再根据确定出的比例增益的调节倍数和比例增益初始值可确定出所需要的比例增益。
具体的，通过以下公式计算得到比例增益：
Kp *＝Kp*pGain
其中，Kp *为比例增益，Kp为比例增益初始值，KpGain为比例增益的调节倍数。
这里，比例增益初始值可直接获取，预设转速加速度阈值根据实际工作情况可进行相应改变，或者根据工作经验设定固定转速加速度阈值，在此不做限定。
S405：基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
其中，S401、S402以及S405的描述可以参照S201、S202以及S204的描述，在此不做赘述。
进一步的，S403包括：比较所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值的大小；根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数。
该步骤中，在获取到风电机组的当前转速之后，将所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值进行比较，具体的，分别将获取到的风电机组的当前转速与转速阈值中最小转速阈值ωmin和最大转速阈值ωmax进行比较，进而根据比较结果确定积分增益的调节倍数KiGain。
其中，转速阈值中最小转速阈值ωmin和最大转速阈值ωmax可以根据实际工作情况进行相应调节，也可以根据工作经验设定固定转速阈值，在此不做进一步限定。
进一步的，S403包括：如果所述比较结果指示所述当前转速大于或者等于所述预设转速范围中的最大转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；如果所述比较结果指示所述当前转速小于或者等于所述预设转速范围中的最小转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；如果所述比较结果指示所述当前转速大于所述预设转速范围中的最小转速阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速阈值，则采用预定方式确定所述积分增益的调节倍数。
该步骤中，当比较结果指示当前转速小于或者等于预设转速范围中的最小转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为积分增益的调节倍数，即当ω≤ωmin时，KiGain＝KiGainmin；当比较结果指示当前转速大于或者等于最大转速阈值时，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为积分增益的调节倍数，即当ω≥ωmax时，KiGain＝KiGainmax；当比较结果指示当前转速大于预设转速范围中的最小转速阈值且小于预设转速范围中的最大转速阈值时，便采用预定方式来确定积分增益的调节倍数，即当ωmin<ω<ωmax时，采用预定方式来确定积分增益的调节倍数KiGain。
其中，所述预定方式包括以下方式中的至少一种：插值方式和查表方式。
举例来说，当风电机组的转速与积分增益的调节倍数成连续线性或者非线性变化时，可以绘制出两个参数对应的变化图。请参阅图5，图5为本申请风电机组当前转速与积分增益的调度倍数关系图，如图5所示，根据获取的风电机组当前转速即可确定出对应的积分增益的调节倍数，如果当风电机组的转速与积分增益的调节倍数不是连续分布时，而是离散型分布时，举例说明，假定风电机组的额定转速为1800r/min，如表1所示，当获取到的当前转速1910r/min时，此时在表1中，没有对应的积分增益的调节倍数，但是当前转速为1890r/min和1930r/min时都有对应的积分增益的调节倍数，此时我们可以采用插值的方式确定出当前转速对应的积分增益的调节倍数，即此时积分增益的调节倍数＝(1.8+2.2)/2＝2.0。
表1：
Figure BDA0002925192990000131
当然，上述表1中只是对当前转速和积分增益的调节倍数之间的关系进行示例性的说明，在具体实现方式中，当前转速和积分增益的调节倍数的对应关系不限于上述表1所述的对应方式。
进一步的，S404包括：比较所述转速加速度与预设转速加速度范围中的转速加速度阈值的大小；根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数。
该步骤中，所述当前转速加速度
Figure BDA0002925192990000132
与预设转速加速度范围中的转速加速度阈值比较，是与转速加速度阈值中最小转速加速度阈值
Figure BDA0002925192990000133
和最大转速加速度阈值
Figure BDA0002925192990000134
进行比较，根据比较结果确定比例增益的调节倍数KpGain。
进一步的，S404还包括：如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于或者等于所述预设转速加速度范围中的最大转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；如果所述比较结果指示所述当前转速加速度小于或者等于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速加速度阈值，则采用预定方式确定所述比例增益的调节倍数。
该步骤中，当比较结果指示当前转速加速度小于或者等于预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为比例增益的调节倍数，即当
Figure BDA0002925192990000141
时，KpGain＝KpGainmin；当比较结果指示当前转速加速度大于或者等于最大转速加速度阈值时，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为比例增益的调节倍数，即当
Figure BDA0002925192990000142
时，KpGain＝KpGainmax；当比较结果指示当前转速加速度大于预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值且小于预设转速加速度范围中的最大转速加速度阈值时，便采用预定方式来确定比例增益的调节倍数，即当
Figure BDA0002925192990000143
时，采用预定方式来确定比例增益的调节倍数KpGain。
其中，所述预定方式包括以下方式中的至少一种：插值方式和查表方式。
举例来说，当风电机组的转速加速度与比例增益的调节倍数成连续线性或者非线性变化时，可以绘制出两个参数对应的变化图。请参阅图6，图6为本申请风电机组转速加速度与比例增益的调度倍数关系图，如图6所示，根据获取的风电机组转速加速度即可确定出对应的比例增益的调节倍数，如果当风电机组的转速加速度与比例增益的调节倍数不是连续分布时，而是离散型分布时，比例增益的调节倍数和上述积分增益的调节倍数取值方法相同，先进行查表，表中没有对应的数值，再通过插值的方式取得，取值方式和确定积分增益的调节倍数相同，在此不再赘述。
请参阅图7，图7为增益确定方法示意图，如图7所示，转速传感器获取到风电机组的当前转速，根据当前转速求出转速加速度，然后再根据当前转速和转速加速度与阈值转速和阈值加速度进行比较确定出积分增益的调节倍数和比例增益的调节倍数。
进一步的，S405还包括：获取风电机组的转速误差，其中，所述转速误差为所述当前转速与额定转速的差值；基于风电机组的转速误差和确定的增益确定风电机组叶片的变桨速度和变桨位置；将风电机组叶片按照所述变桨速度变桨旋转至所述变桨位置。
该步骤中，通过获取到的风电机组的当前转速与图3中转速参考点的位置的风电机组的额定转速ω*进行差值计算，可确定出风电机组的转速误差e。通过得到的风电机组的转速误差和确定的增益，输出相应的风电机组叶片的变桨速度和变桨位置指令，从而确定风电机组叶片的变桨速度和变桨位置。叶片根据接收到的指令，执行相应的操作，最终将风电机组叶片按照要求的变桨速度旋转至确定的变桨位置。
其中，风电机组的额定转速是由风电机组自身所决定的，风电机组叶片的变桨位置指令公式为：
Figure BDA0002925192990000151
其中，y为变桨位置指令，
Figure BDA0002925192990000152
为变桨速度指令，t0为变桨位置动作的起始时间，t为变桨位置动作的结束时间，基于公式1，可以确定风电机组叶片的变桨位置。其中，公式1是对变桨速度公式进行积分处理得到的，风电机组叶片的变桨速度指令公式为：
Figure BDA0002925192990000153
其中，
Figure BDA0002925192990000154
为变桨速度指令，
Figure BDA0002925192990000155
为风电机组的转速误差变化率，数值上等于风电机组转速加速度
Figure BDA0002925192990000156
基于公式2，可以确定风电机组叶片的变桨速度。
其中，公式2是对PI控制公式两边做微分处理得到的，PI控制公式为：
Figure BDA0002925192990000157
其中，y为变桨位置指令，e为风电机组的转速误差，是风电机组的当前转速ω与额定转速ω*之间的差值，即e＝ω-ω*。这里PI代表比例-积分，英文全称为ProportionIntegration，是一个数学物理术语。这里可根据公式1、2利用比例增益、积分增益确定出变桨位置和变桨速度。
本申请针对获取到的风电机组的当前转速和转速加速度，基于两者数值，对风电机组叶片进行变桨调节。针对发电机转速ω增大、加速度
Figure BDA0002925192990000161
增大分别采用积分增益Ki *控制、比例增益Kp *控制。
当ω≤ωmin和
Figure BDA0002925192990000162
时，不进行增益控制，即当风电机组的转速、加速度在小范围变化时使用积分增益初始值Ki和比例增益初始值Kp进行桨距角控制，可以更好的保证桨距角控制系统的稳定性。
当ω≥ωmin和/或
Figure BDA0002925192990000163
时，进行增益控制，可以在风电机组的转速、加速度变化较大的时候提高叶片控制的相应速度，促使风电机组更快的收桨，抑制风电机组超速。
当在ω≥ωmax，
Figure BDA0002925192990000164
时，增益控制达到最大值，避免增益系数无限制变大而导致桨距控制系统因超调太大而失稳。
本申请实施例提供的风电机组叶片的控制方法，获取风电机组的当前转速；基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益；基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益；基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
这样，本申请通过获取风电机组的当前转速，确定风电机组的转速加速度，根据当前转速确定出积分增益，根据转速加速度确定比例增益，基于积分增益和比例增益更加精确的调节风电机组叶片的桨距角，从而有助于防止风电机组转速出现超速的情况，可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。
请参阅图8和图9，图8为本申请实施例提供的一种风电机组叶片的控制装置的结构示意图，图9为图8中所示增益确定模块的结构示意图，如图8所示，所述风电机组叶片的控制装置800包括：
获取模块810，用于获取风电机组的当前转速；
加速度确定模块820，用于基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；
增益确定模块830，用于利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；
控制模块840，用于基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
进一步的，如图9中所示，所述增益确定模块830包括：
积分增益确定单元831，用于基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益；
比例增益确定单元832，用于基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益。
进一步的，所述积分增益确定单元831在用于基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数时，所述积分增益确定单元831用于：
比较所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值的大小；
根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数。
进一步的，所述积分增益确定单元831在用于根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数时，所述积分增益确定单元831还用于：
如果所述比较结果指示所述当前转速大于或者等于所述预设转速范围中的最大转速阈值，积分增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速小于或者等于所述预设转速范围中的最小转速阈值，积分增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速大于所述预设转速范围中的最小转速阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速阈值，积分增益确定模块则采用预定方式确定所述积分增益的调节倍数。
进一步的，所述比例增益确定单元832在用于基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数时，所述比例增益确定单元832用于：
比较所述转速加速度与预设转速加速度范围中的转速加速度阈值的大小；
根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数。
进一步的，所述比例增益确定单元832在根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数时，所述比例增益确定单元832还用于：
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于或者等于所述预设转速加速度范围中的最大转速加速度阈值，比例增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度小于或者等于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值，比例增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速加速度阈值，比例增益确定模块则采用预定方式确定所述比例增益的调节倍数。
进一步的，所述增益确定模块830还用于：所述预定方式包括以下方式中的至少一种：插值方式和查表方式。
进一步的，所述控制模块840在用于基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制时，所述控制模块840用于：
获取风电机组的转速误差，其中，所述转速误差为所述当前转速与额定转速的差值；
基于风电机组的转速误差和确定的增益确定风电机组叶片的变桨速度和变桨位置；
将风电机组叶片按照所述变桨速度变桨旋转至所述变桨位置。
本申请实施例提供的风电机组叶片的控制装置，获取风电机组的当前转速；基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制。
这样，本申请通过获取风电机组的当前转速，确定风电机组的转速加速度，根据当前转速和转速加速度，确定出风电机组叶片的桨距角的增益，根据确定出的桨距角的增益，改变风电机组叶片的桨距角，从而有助于防止风电机组转速出现超速的情况，可以减小风电机组机械故障率以及提高风电机组使用寿命。
请参阅图10，图10为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图10中所示，所述电子设备1000包括处理器1100、存储器1200和总线1300。
所述存储器1200存储有所述处理器1100可执行的机器可读指令，当电子设备1000运行时，所述处理器1100与所述存储器1200之间通过总线1300通信，所述机器可读指令被所述处理器1100执行时，可以执行如上述图2以及图4所示方法实施例中的风电机组叶片的控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图2以及图4所示方法实施例中的风电机组叶片的控制方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种风电机组叶片的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取风电机组的当前转速；
基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；
利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益；
基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制；
其中，所述确定的增益包括积分增益和比例增益，其中，所述利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益，包括：
基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益；
基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益，
其中，所述基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，包括：
比较所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值的大小；
根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数，
其中，所述根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数，包括：
如果所述比较结果指示所述当前转速大于或者等于所述预设转速范围中的最大转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速小于或者等于所述预设转速范围中的最小转速阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速大于所述预设转速范围中的最小转速阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速阈值，则采用预定方式确定所述积分增益的调节倍数。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，包括：
比较所述转速加速度与预设转速加速度范围中的转速加速度阈值的大小；
根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根据比较结果确定所述比例增益的调节倍数，包括：
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于或者等于所述预设转速加速度范围中的最大转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度小于或者等于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值，则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述比例增益的调节倍数；
如果所述比较结果指示所述当前转速加速度大于所述预设转速加速度范围中的最小转速加速度阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速加速度阈值，则采用预定方式确定所述比例增益的调节倍数。
4.如权利要求1或者3所述的控制方法，其特征在于，所述预定方式包括以下方式中的至少一种：插值方式和查表方式。
5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制，包括：
获取风电机组的转速误差，其中，所述转速误差为所述当前转速与额定转速的差值；
基于风电机组的转速误差和确定的增益确定风电机组叶片的变桨速度和变桨位置；
将风电机组叶片按照所述变桨速度变桨旋转至所述变桨位置。
6.一种风电机组叶片的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
获取模块，用于获取风电机组的当前转速；
加速度确定模块，用于基于所述当前转速确定风电机组的转速加速度；
增益确定模块，用于利用所述当前转速和所述转速加速度确定用于调节风电机组叶片的桨距角的增益，其中，所述确定的增益包括积分增益和比例增益，所述增益确定模块包括：积分增益确定单元，用于基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数，并利用所述积分增益的调节倍数和积分增益初始值确定积分增益；比例增益确定单元，用于基于所述转速加速度确定所述比例增益的调节倍数，并利用所述比例增益的调节倍数和比例增益初始值确定比例增益；
控制模块，用于基于所述当前转速和确定的增益对风电机组叶片的桨距角进行控制；
其中，所述积分增益确定单元在用于基于所述当前转速确定所述积分增益的调节倍数时，所述积分增益确定单元用于：比较所述当前转速与预设转速范围中的转速阈值的大小；根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数；
其中，所述积分增益确定单元在用于根据比较结果确定所述积分增益的调节倍数时，所述积分增益确定单元用于：如果所述比较结果指示所述当前转速大于或者等于所述预设转速范围中的最大转速阈值，积分增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最大调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；如果所述比较结果指示所述当前转速小于或者等于所述预设转速范围中的最小转速阈值，积分增益确定模块则将预设调节倍数范围中的最小调节倍数确定为所述积分增益的调节倍数；如果所述比较结果指示所述当前转速大于所述预设转速范围中的最小转速阈值且小于所述预设转速范围中的最大转速阈值，积分增益确定模块则采用预定方式确定所述积分增益的调节倍数。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5中任一所述的风电机组叶片的控制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一所述的风电机组叶片的控制方法。
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