CN115450836A - 一种风电机组的解耦控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组的解耦控制方法、装置及存储介质，包括判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；当满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；当满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩，本发明通过增加多变量因素参考，并增加延时响应，可以极大规避风速波动导致控制模式短时频繁切换带来的扰动影响，控制模式切换的惯性进一步提升，特别适用于额定风速附近的强湍流工况。

Description

一种风电机组的解耦控制方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及一种风电机组的解耦控制方法、装置及存储介质，属于风电机组控制技术领域。

背景技术

风电机组一般由轮毂、桨叶、主轴、齿轮箱、偏航机构、发电机、变流器、塔筒、机舱、主机架等部件组成。轮毂及桨叶是整个机组的风能捕获单元，可以将风能转化为机械能，带动主轴旋转。同时，机组可以通过调节桨叶角度改变风能利用水平从而调节捕获的风能大小。轮毂带动主轴旋转，将机械能进一步传递至齿轮箱，并经过齿轮箱增速到异步发电机工作转速区间内，通过励磁变流器输出励磁电流，经过励磁的变流器切割定子线圈，从而将机械能转换为电能并入电网，并通过励磁转矩的调节间接对并网功率进行调节。

因此，风电机组的主要执行机构包括变桨系统、偏航系统、变流器系统，它们分别接受主控系统的控制指令并对桨叶角度、机舱方向、电磁转矩作出相应调节，其中变桨系统负责调节桨叶角度并影响机械转矩，偏航系统负责调节机舱方向并影响机械转矩，变流器负责调节电磁转矩。风电机组通过对桨叶角度、机舱方向、电磁转矩的调节来实现机组转速、功率的实时控制。在额定风速附近，为了保障风电机组的高效、稳定运行，控制系统的控制目标是维持机组处于额定转速附近。为了实现这一目标，控制系统需要对变桨角度、电磁转矩等进行实时调节，以维持机组处于额定转速附近。偏航系统调节响应速度较慢，远低于转速波动、风速波动的频域区间，属于大迟滞性控制对象，一般不参与转速控制环节。因此，变桨控制和转矩控制是机组的两种核心控制手段。

为了便于控制器实现,变速变桨风电机组通常把转矩控制与变桨控制分开设计，在额定风速以下时,通过转矩控制实现最大风能捕获；在额定风速以上时，通过变桨控制限制机组功率。因此在额定风速附近,转矩控制与变桨控制围绕同一控制目标分别进行调节，存在耦合特性，很容易造成混乱，需进行解耦。

目前，市场上主要通过在两个控制环节分别叠加转速信号的额外偏差，通过限值饱和原理使其中一种控制“失效”，从而实现有效解耦。额定风速以下时，在转矩控制的转速偏差中额外叠加与变桨角度相关的转速偏差信号，当变桨角度大于最小角度时额外的偏差信号将使转矩控制算法产生“超速”的假像，从而将电磁转矩设定值设为最大转矩，失去调节作用，仅允许变桨控制生效；额定风速以上时，当电磁转矩小于额定转矩时额外的偏差信号将使变桨控制算法产生“低速”的假象，从而将变桨角度设定值设为最小变桨角度，失去调节作用，仅允许转矩控制生效。通过以上方式，控制系统在不同风况条件下只有一种控制方式生效，从而避免了变桨转矩耦合带来的干扰。

现有技术基于附加偏差实现，比较适用于风速脉动性较弱的工况。对于少数风速在额定风速附近反复波动的特殊工况，该方式仍可能出现变桨控制和转矩控制反复切换的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种风电机组的解耦控制方法、装置及存储介质，通过变桨角度、转矩输出、发电机转速等多个因素参与判断，并添加延时迟滞条件，来实现变桨调节与转矩调节的模式切换控制，避免控制模式频繁切换带来的扰动。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种风电机组的解耦控制方法，包括：

判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；

当满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；

当满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩。

进一步的，所述判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件，包括：

将发电机转速偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

发电机转速偏差矩阵如下：

其中SpdBias₁为转速偏差设定值1，SpdBias₂为转速偏差设定值2，SpdBias_n为转速偏差设定值n；

发电机转速偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中SpdDelay₁为转速偏差设定值1对应的延时时间，SpdDelay₂为转速偏差设定值2对应的延时时间，SpdDelay_n为转速偏差设定值n对应的延时时间；转速偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转速偏差设定矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转速偏差设定矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当发电机转速偏差值大于SpdBias₁且延时SpdDelay₁或者发电机转速偏差值大于SpdBias₂且延时SpdDelay₂或者发电机转速偏差值大于SpdBias_n且延时SpdDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第一状态切换条件。

进一步的，所述判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件，包括：

将变桨角度设定值与变桨角度最小允许值的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

变桨角度偏差设定矩阵如下：

其中PitchBias₁为变桨角度偏差设定值1，PitchBias₂为变桨角度偏差设定值2，PitchBias_n为变桨角度偏差设定值n；

变桨角度偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中PitchDelay₁为变桨角度偏差设定值1对应的延时时间，PitchDelay₂为变桨角度偏差设定值2对应的延时时间，PitchDelay_n为变桨角度偏差设定值n对应的延时时间；变桨角度偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取变桨角度偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与变桨角度偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当变桨角度实际偏差值大于PitchBias₁且延时PitchDelay₁或者变桨角度实际偏差值大于PitchBias₂且延时PitchDelay₂或者变桨角度实际偏差值大于PitchBias_n且延时PitchDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第一状态切换条件。

进一步的，所述判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件，包括：

将变流器转矩设定值与变流器额定转矩的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

转矩偏差设定矩阵如下：

其中TorqueBias₁为转矩偏差设定值1，TorqueBias₂为转矩偏差设定值2，TorqueBias_n为转矩偏差设定值n；

转矩偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中TorqueDelay₁为转矩偏差设定值1对应的延时时间，TorqueDelay₂为转矩偏差设定值2对应的延时时间，TorqueDelay_n为转矩偏差设定值n对应的延时时间；转矩偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转矩偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转矩偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当转矩实际偏差值大于TorqueBias₁且延时TorqueDelay₁或者转矩实际偏差值大于TorqueBias₂且延时TorqueDelay₂或者转矩实际偏差值大于TorqueBias_n且延时TorqueDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第一状态切换条件。

进一步的，所述判断控制系统是否满足预先设定的第二状态切换条件，包括：

将发电机转速偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

发电机转速偏差矩阵如下：

其中SpdBias₁为转速偏差设定值1，SpdBias₂为转速偏差设定值2，SpdBias_n为转速偏差设定值n；

发电机转速偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中SpdDelay₁为转速偏差设定值1对应的延时时间，SpdDelay₂为转速偏差设定值2对应的延时时间，SpdDelay_n为转速偏差设定值n对应的延时时间；转速偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转速偏差设定矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转速偏差设定矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当发电机转速偏差值小于SpdBias₁且延时SpdDelay₁或者发电机转速偏差值小于SpdBias₂且延时SpdDelay₂或者发电机转速偏差值小于SpdBias_n且延时SpdDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第二状态切换条件。

进一步的，所述判断控制系统是否满足预先设定的第二状态切换条件，包括：

将变桨角度设定值与变桨角度最小允许值的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

变桨角度偏差设定矩阵如下：

其中PitchBias₁为变桨角度偏差设定值1，PitchBias₂为变桨角度偏差设定值2，PitchBias_n为变桨角度偏差设定值n；

变桨角度偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中PitchDelay₁为变桨角度偏差设定值1对应的延时时间，PitchDelay₂为变桨角度偏差设定值2对应的延时时间，PitchDelay_n为变桨角度偏差设定值n对应的延时时间；变桨角度偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取变桨角度偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与变桨角度偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当变桨角度实际偏差值小于PitchBias₁且延时PitchDelay₁或者变桨角度实际偏差值小于PitchBias₂且延时PitchDelay₂或者变桨角度实际偏差值小于PitchBias_n且延时PitchDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第二状态切换条件。

进一步的，所述判断控制系统是否满足预先设定的第二状态切换条件，包括：

将变流器转矩设定值与变流器额定转矩的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

转矩偏差设定矩阵如下：

其中TorqueBias₁为转矩偏差设定值1，TorqueBias₂为转矩偏差设定值2，TorqueBias_n为转矩偏差设定值n；

转矩偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中TorqueDelay₁为转矩偏差设定值1对应的延时时间，TorqueDelay₂为转矩偏差设定值2对应的延时时间，TorqueDelay_n为转矩偏差设定值n对应的延时时间；转矩偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转矩偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转矩偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当转矩实际偏差值小于TorqueBias₁且延时TorqueDelay₁或者转矩实际偏差值小于TorqueBias₂且延时TorqueDelay₂或者转矩实际偏差值小于TorqueBias_n且延时TorqueDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第二状态切换条件。

第二方面，本发明提供一种风电机组的解耦控制装置，包括：

判断单元，用于判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；

转矩控制单元，用于在满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；

变桨控制单元，用于在满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩。

第三方面，本发明提供一种风电机组的解耦控制装置，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据前述任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供一种风电机组的解耦控制方法、装置及存储介质，通过变桨角度、转矩输出、发电机转速等多个因素参与判断，并添加延时迟滞条件，来实现变桨调节与转矩调节的模式切换控制，避免控制模式频繁切换带来的扰动。

附图说明

图1是本发明实施例提供的控制模式切换示意图；

图2是本发明实施例提供的转速偏差延时时间矩阵计算示意图；

图3是本发明实施例提供的转速偏差延时时间矩阵计算示意图；

图4是本发明实施例提供的转矩偏差延时时间矩阵计算示意图；

图5是本发明实施例提供的转速偏差延时时间矩阵计算示意图；

图6是本发明实施例提供的转速偏差延时时间矩阵计算示意图；

图7是本发明实施例提供的转矩偏差延时时间矩阵计算示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实施例介绍一种风电机组的解耦控制方法，包括：

判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；

当满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；

当满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩。

如图1所示，本实施例提供的风电机组的解耦控制方法，其应用过程具体涉及如下步骤：

S1，并网后控制系统首先进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；S2，转矩控制模式下，状态切换程序轮询检查状态切换条件，当满足转矩->变桨切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式；S3，变桨控制模式下，变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩；S4，变桨控制模式下，状态切换程序轮询价差状态切换条件，当满足变桨->转矩切换条件时，控制模式切换为转矩控制模式。

步骤S2具体包含以下步骤：

(1)转矩-变桨状态切换程序将发电机转速偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵。

发电机转速偏差矩阵如下：

其中SpdBias₁为转速偏差设定值1，SpdBias₂为转速偏差设定值2，SpdBias_n为转速偏差设定值n。

发电机转速偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中SpdDelay₁为转速偏差设定值1对应的延时时间，SpdDelay₂为转速偏差设定值2对应的延时时间，SpdDelay_n为转速偏差设定值n对应的延时时间。转速偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转速偏差设定矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转速偏差设定矩阵对应的延时时间矩阵，基本执行步骤如图2所示。

(2)延时条件判断程序执行如下判断逻辑，当发电机转速偏差值大于SpdBias₁且延时SpdDelay₁或者发电机转速偏差值大于SpdBias₂且延时SpdDelay₂或者发电机转速偏差值大于SpdBias_n且延时SpdDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为切换条件1满足。

(3)转矩-变桨状态切换程序将变桨角度设定值与变桨角度最小允许值的偏差(以下简称“变桨角度偏差”)设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵。

变桨角度偏差设定矩阵如下：

其中PitchBias₁为变桨角度偏差设定值1，PitchBias₂为变桨角度偏差设定值2，PitchBias_n为变桨角度偏差设定值n。

变桨角度偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中PitchDelay₁为变桨角度偏差设定值1对应的延时时间，PitchDelay₂为变桨角度偏差设定值2对应的延时时间，PitchDelay_n为变桨角度偏差设定值n对应的延时时间。变桨角度偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取变桨角度偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与变桨角度偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵，基本执行步骤如图3所示。

(4)延时条件判断程序执行如下判断逻辑，当变桨角度实际偏差值大于PitchBias₁且延时PitchDelay₁或者变桨角度实际偏差值大于PitchBias₂且延时PitchDelay₂或者变桨角度实际偏差值大于PitchBias_n且延时PitchDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为切换条件2满足。

(5)转矩-变桨状态切换程序将变流器转矩设定值与变流器额定转矩的偏差(以下简称“转矩偏差”)设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵。

转矩偏差设定矩阵如下：

其中TorqueBias₁为转矩偏差设定值1，TorqueBias₂为转矩偏差设定值2，TorqueBias_n为转矩偏差设定值n。

转矩偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中TorqueDelay₁为转矩偏差设定值1对应的延时时间，TorqueDelay₂为转矩偏差设定值2对应的延时时间，TorqueDelay_n为转矩偏差设定值n对应的延时时间。转矩偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转矩偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转矩偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵，基本执行步骤如图4所示。

(6)延时条件判断程序执行如下判断逻辑，当转矩实际偏差值大于TorqueBias₁且延时TorqueDelay₁或者转矩实际偏差值大于TorqueBias₂且延时TorqueDelay₂或者转矩实际偏差值大于TorqueBias_n且延时TorqueDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为切换条件3满足。

(7)切换条件1、2、3任意一种条件满足，程序认为转矩->变桨切换条件满足，控制模式由转矩控制模式切换至变桨控制模式。

步骤S4具体包含以下步骤：

(1)变桨-转矩状态切换程序将发电机转速偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵。

发电机转速偏差矩阵如下：

其中SpdBias₁为转速偏差设定值1，SpdBias₂为转速偏差设定值2，SpdBias_n为转速偏差设定值n。

发电机转速偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中SpdDelay₁为转速偏差设定值1对应的延时时间，SpdDelay₂为转速偏差设定值2对应的延时时间，SpdDelay_n为转速偏差设定值n对应的延时时间。转速偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转速偏差设定矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转速偏差设定矩阵对应的延时时间矩阵，基本执行步骤如图5所示。

(2)延时条件判断程序执行如下判断逻辑，当发电机转速偏差值小于SpdBias₁且延时SpdDelay₁或者发电机转速偏差值小于SpdBias₂且延时SpdDelay₂或者发电机转速偏差值小于SpdBias_n且延时SpdDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为切换条件1满足。

(3)转矩-变桨状态切换程序将变桨角度设定值与变桨角度最小允许值的偏差(以下简称“变桨角度偏差”)设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵。

变桨角度偏差设定矩阵如下：

其中PitchBias₁为变桨角度偏差设定值1，PitchBias₂为变桨角度偏差设定值2，PitchBias_n为变桨角度偏差设定值n。

变桨角度偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中PitchDelay₁为变桨角度偏差设定值1对应的延时时间，PitchDelay₂为变桨角度偏差设定值2对应的延时时间，PitchDelay_n为变桨角度偏差设定值n对应的延时时间。变桨角度偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取变桨角度偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与变桨角度偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵，基本执行步骤如图6所示。

(4)延时条件判断程序执行如下判断逻辑，当变桨角度实际偏差值小于PitchBias₁且延时PitchDelay₁或者变桨角度实际偏差值小于PitchBias₂且延时PitchDelay₂或者变桨角度实际偏差值小于PitchBias_n且延时PitchDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为切换条件2满足。

(5)转矩-变桨状态切换程序将变流器转矩设定值与变流器额定转矩的偏差(以下简称“转矩偏差”)设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵。

转矩偏差设定矩阵如下：

其中TorqueBias₁为转矩偏差设定值1，TorqueBias₂为转矩偏差设定值2，TorqueBias_n为转矩偏差设定值n。

转矩偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中TorqueDelay₁为转矩偏差设定值1对应的延时时间，TorqueDelay₂为转矩偏差设定值2对应的延时时间，TorqueDelay_n为转矩偏差设定值n对应的延时时间。转矩偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转矩偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转矩偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵，基本执行步骤如图7所示。

(6)延时条件判断程序执行如下判断逻辑，当转矩实际偏差值小于TorqueBias₁且延时TorqueDelay₁或者转矩实际偏差值小于TorqueBias₂且延时TorqueDelay₂或者转矩实际偏差值小于TorqueBias_n且延时TorqueDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为切换条件3满足。

(7)切换条件1、2、3任意一种条件满足，程序认为转矩->变桨切换条件满足，控制模式由转矩控制模式切换至变桨控制模式。

实施例2

本实施例提供一种风电机组的解耦控制装置，包括：

判断单元，用于判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；

转矩控制单元，用于在满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；

变桨控制单元，用于在满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩。

实施例3

本实施例提供一种风电机组的解耦控制装置，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1中任一项所述方法的步骤。

实施例4

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例1中任一项所述方法的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电机组的解耦控制方法，其特征在于，包括：

判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；

当满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；

当满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩。

2.根据权利要求1所述的风电机组的解耦控制方法，其特征在于，所述判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件，包括：

将发电机转速偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

发电机转速偏差矩阵如下：

其中SpdBias₁为转速偏差设定值1，SpdBias₂为转速偏差设定值2，SpdBias_n为转速偏差设定值n；

发电机转速偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中SpdDelay₁为转速偏差设定值1对应的延时时间，SpdDelay₂为转速偏差设定值2对应的延时时间，SpdDelay_n为转速偏差设定值n对应的延时时间；转速偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转速偏差设定矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转速偏差设定矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当发电机转速偏差值大于SpdBias₁且延时SpdDelay₁或者发电机转速偏差值大于SpdBias₂且延时SpdDelay₂或者发电机转速偏差值大于SpdBias_n且延时SpdDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第一状态切换条件。

3.根据权利要求1所述的风电机组的解耦控制方法，其特征在于，所述判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件，包括：

将变桨角度设定值与变桨角度最小允许值的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

变桨角度偏差设定矩阵如下：

其中PitchBias₁为变桨角度偏差设定值1，PitchBias₂为变桨角度偏差设定值2，PitchBias_n为变桨角度偏差设定值n；

变桨角度偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中PitchDelay₁为变桨角度偏差设定值1对应的延时时间，PitchDelay₂为变桨角度偏差设定值2对应的延时时间，PitchDelay_n为变桨角度偏差设定值n对应的延时时间；变桨角度偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取变桨角度偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与变桨角度偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当变桨角度实际偏差值大于PitchBias₁且延时PitchDelay₁或者变桨角度实际偏差值大于PitchBias₂且延时PitchDelay₂或者变桨角度实际偏差值大于PitchBias_n且延时PitchDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第一状态切换条件。

4.根据权利要求1所述的风电机组的解耦控制方法，其特征在于，所述判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件，包括：

将变流器转矩设定值与变流器额定转矩的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

转矩偏差设定矩阵如下：

其中TorqueBias₁为转矩偏差设定值1，TorqueBias₂为转矩偏差设定值2，TorqueBias_n为转矩偏差设定值n；

转矩偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中TorqueDelay₁为转矩偏差设定值1对应的延时时间，TorqueDelay₂为转矩偏差设定值2对应的延时时间，TorqueDelay_n为转矩偏差设定值n对应的延时时间；转矩偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转矩偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转矩偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当转矩实际偏差值大于TorqueBias₁且延时TorqueDelay₁或者转矩实际偏差值大于TorqueBias₂且延时TorqueDelay₂或者转矩实际偏差值大于TorqueBias_n且延时TorqueDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第一状态切换条件。

5.根据权利要求1所述的风电机组的解耦控制方法，其特征在于，所述判断控制系统是否满足预先设定的第二状态切换条件，包括：

将发电机转速偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

发电机转速偏差矩阵如下：

其中SpdBias₁为转速偏差设定值1，SpdBias₂为转速偏差设定值2，SpdBias_n为转速偏差设定值n；

发电机转速偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中SpdDelay₁为转速偏差设定值1对应的延时时间，SpdDelay₂为转速偏差设定值2对应的延时时间，SpdDelay_n为转速偏差设定值n对应的延时时间；转速偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转速偏差设定矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转速偏差设定矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当发电机转速偏差值小于SpdBias₁且延时SpdDelay₁或者发电机转速偏差值小于SpdBias₂且延时SpdDelay₂或者发电机转速偏差值小于SpdBias_n且延时SpdDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第二状态切换条件。

6.根据权利要求1所述的风电机组的解耦控制方法，其特征在于，所述判断控制系统是否满足预先设定的第二状态切换条件，包括：

将变桨角度设定值与变桨角度最小允许值的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

变桨角度偏差设定矩阵如下：

其中PitchBias₁为变桨角度偏差设定值1，PitchBias₂为变桨角度偏差设定值2，PitchBias_n为变桨角度偏差设定值n；

变桨角度偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中PitchDelay₁为变桨角度偏差设定值1对应的延时时间，PitchDelay₂为变桨角度偏差设定值2对应的延时时间，PitchDelay_n为变桨角度偏差设定值n对应的延时时间；变桨角度偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取变桨角度偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与变桨角度偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当变桨角度实际偏差值小于PitchBias₁且延时PitchDelay₁或者变桨角度实际偏差值小于PitchBias₂且延时PitchDelay₂或者变桨角度实际偏差值小于PitchBias_n且延时PitchDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第二状态切换条件。

7.根据权利要求1所述的风电机组的解耦控制方法，其特征在于，所述判断控制系统是否满足预先设定的第二状态切换条件，包括：

将变流器转矩设定值与变流器额定转矩的偏差设定矩阵输入延时时间计算器，获得延时时间矩阵；

转矩偏差设定矩阵如下：

其中TorqueBias₁为转矩偏差设定值1，TorqueBias₂为转矩偏差设定值2，TorqueBias_n为转矩偏差设定值n；

转矩偏差对应的延时时间矩阵如下：

其中TorqueDelay₁为转矩偏差设定值1对应的延时时间，TorqueDelay₂为转矩偏差设定值2对应的延时时间，TorqueDelay_n为转矩偏差设定值n对应的延时时间；转矩偏差设定值和延时时间均为离散设置点，以矩阵形式表示，延时时间计算器读取转矩偏差设定值矩阵，并根据控制系统配置的延时时间曲线，计算获得与转矩偏差设定值矩阵对应的延时时间矩阵；

执行如下判断逻辑，当转矩实际偏差值小于TorqueBias₁且延时TorqueDelay₁或者转矩实际偏差值小于TorqueBias₂且延时TorqueDelay₂或者转矩实际偏差值小于TorqueBias_n且延时TorqueDelay_n等任一偏差设定值对应的延时时间满足时，认为满足第二状态切换条件。

8.一种风电机组的解耦控制装置，其特征在于，包括：

判断单元，用于判断控制系统是否满足预先设定的第一状态切换条件或第二状态切换条件；

转矩控制单元，用于在满足第一状态切换条件时，控制系统进入转矩控制模式，此时转矩控制算法使能，变流器接受转矩控制算法输出的转矩设定值，变桨角度设定值设为最小变桨角度；

变桨控制单元，用于在满足第二状态切换条件时，控制模式切换为变桨控制模式，此时变桨控制算法使能，变桨系统接收变桨控制算法输出的变桨角度设定值，转矩设定值设为额定转矩。

9.一种风电机组的解耦控制装置，其特征在于：包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～7任一项所述方法的步骤。

10.一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：该程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一项所述方法的步骤。

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