一种风机变桨控制方法、系统及存储介质与流程

1.本技术涉及风力发电机组控制的技术领域，尤其是涉及一种风机变桨控制方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.风力发电是一门新兴的综合性学科，目前风力发电发展十分迅速，为了能够使风力发电的发电功率达到最大，通常采用改变风机桨距角以实现调节风力发电机组的风机的控制，进而提高风力发电机组的发电功率。
3.为了能够提高风力发电机组的发电功率，相关方案中，获取风轮的当前转速，依据当前转速计算获得转速偏差，依据变桨控制参数、调整系数和转速偏差，进而计算出变桨需求角度。
4.但是由于变桨需求角度是根据风轮当前转速获取的，而风轮当前转速依据实际风速大小，当风速过大或者过小时，会导致计算得来的变桨需求角度存在较大的误差。


技术实现要素：

5.为了提高变桨需求角度的获取精度，本技术提供一种风机变桨控制方法、系统及存储介质。
6.第一方面，本技术提供一种风机变桨控制方法，采用如下的技术方案：一种风机变桨控制方法，包括以下步骤：在正常运行模式下：获取风速信号，并根据所述风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息；每当获取到变桨运行信息则进入到变桨运行模式；在变桨运行模式下：定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值；依据所述集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值；依据所述变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值；每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号以及进入到正常运行模式。
7.在其中的一些实施例中，所述定期获取集中桨距角滤波值，包括以下步骤：定期获取叶片桨距角测量值，所述叶片桨距角测量值包括第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值；依据所述第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值获取集中桨距角测量平均值；依据所述集中桨距角测量平均值基于桨距角滤波器获取集中桨距角滤波值。
8.在其中的一些实施例中，所述定期获取发电机转速偏差值，包括以下步骤：获取发电机转速滤波值；依据所述发电机转速滤波值以及预设转速目标值获取第一临时转速值；
依据所述第一临时转速值以及预设转速偏置值的差值作为发电机转速偏差值。
9.在其中的一些实施例中，所述获取发电机转速滤波值，包括以下步骤：定期获取发电机转速测量值；依据所述发电机转速测量值获取第一滤波转速，并将所述第一滤波转速获取当前发电机功率；将所述当前发电机功率与预设最优功率进行大小比较；若所述当前发电机功率大于预设最优功率，则生成并发出进入正常运行模式的控制信号以及基于陷波滤波器生成发电机转速滤波值。
10.在其中的一些实施例中，所述依据所述集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值，包括以下步骤：依据所述集中桨距角滤波值获取控制调节参数，所述控制调节参数包括比例参数、积分参数以及微分参数；依据所述比较参数以及预设增益参数的乘积获取比例数据；依据所述比例数据、积分参数以及微分参数基于变桨pid控制器获取变桨pid桨距角需求值。
11.在其中的一些实施例中，所述依据所述集中桨距角滤波值获取控制调节参数，包括以下步骤：获取控制调节插值表，并依据所述集中桨距角滤波值在所述控制调节插值表中获取与所述集中桨距角滤波值对应的控制调节参数。
12.在其中的一些实施例中，所述依据所述变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值，包括以下步骤：基于所述变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值之和获取第一临时计算值；依据所述第一临时计算值获取变桨位置限制数据；基于所述变桨位置限制数据、预设变桨速率限制以及变桨加速度限制获取变桨控制需求值。
13.在其中的一些实施例中，所述依据所述第一临时计算值获取变桨位置限制数据,包括以下步骤：获取限制桨距角数据，所述限制桨距角数据包括表征额定功率下的最小桨距角值的功率桨距角值以及表征同一风偏差下的最小桨距角的风偏差桨距角值；依据所述第一临时计算值、所述功率桨距角值以及风偏差桨距角值获取变桨位置限制数据。
14.第二方面，本技术提供一种风机变桨控制系统，采用如下的技术方案：一种风机变桨控制系统，包括风速获取模块、风速处理模块、数据获取模块、第一处理模块、第二处理模块以及执行模块；其中，在正常运行模式下：所述风速获取模块用于获取风速信号，并根据所述风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息；所述风速处理模块用于每当获取到变桨运行信息则进入到变桨运行模式；在变桨运行模式下：所述数据获取模块用于定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值；
所述第一处理模块用于依据所述集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值；所述第二处理模块用于依据所述变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值；所述执行模块用于每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号以及进入到正常运行模式。
15.第三方面，本技术提供一种存储介质，采用如下的技术方案：一种存储介质，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现所述的风机变桨控制方法。
16.通过本技术实施例提供的一种风机变桨控制方法、系统及存储介质，通过将获取到的风速信号与预设风速信号进行比较，进而能够实时获取变桨运行信息，从而能够使风电机组能够及时获取需要变桨的信息，能够实时获取风速信号，进而合理计算出需要变桨的信号，从而能够通过pid控制系统对集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值的处理以获取相应的变桨控制需求值的处理以精确的计算出变桨控制需求值，能够实时的控制风电机组的变桨控制过程。
附图说明
17.图1是本技术实施例的整体步骤示意图；图2是运行区间的风速及转速关系示意图；图3是集中桨距角滤波值的控制框图；图4是集中桨距角滤波值的步骤示意图；图5是变桨pid桨距角需求值的控制框图；图6是发电机转速偏差值的步骤示意图；图7是发电机转速滤波值的控制框图；图8是发电机转速滤波值的步骤示意图；图9是变桨pid桨距角需求值的步骤示意图；图10是变桨控制需求值的控制框图；图11是变桨控制需求值的步骤示意图。
具体实施方式
18.为更清楚地理解本技术的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本技术进行了描述和说明。然而，本领域的普通技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本技术。在一些情形下，为了避免不必要的描述使本技术的各方面变得晦涩难懂，对已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路将不作过多赘述。对于本领域的普通技术人员来说，显然可以对本技术所公开的实施例作出各种改变，并且在不偏离本技术的原则和范围的情况下，本技术中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本技术不限于所示的实施例，而是符合与本技术所要求保护的范围一致的最广泛范围。
19.本技术实施例公开一种风机变桨控制方法。
20.一种风机变桨控制方法，应用在风电机组控制系统中，风电机组控制系统包括终端参数获取设备、终端服务器以及主控系统。具体来说，风电机组控制系统通过终端参数获取设备对特征参数以及其他状态参数的测定，进而使终端服务器获取到主控系统当前的工作状态，而主控系统当前的工作状态表明该风电机组处于发电状态。其中，工作状态主要包括正常运行状态以及变桨运行状态，进而主控系统存在两种模式，具体包括与正常运行状态对应的正常运行模式以及与变桨运行状态对应的变桨运行模式。主控系统处于正常运行模式终端服务器则控制风电机组的风叶在风速的带动下而转动进而使风力发电机组成功发电，处于变桨运行模式下终端服务器则控制主控系统的风叶改变与地面的桨距角，进而实现更大功率发电。当终端服务器接收到变桨参数信息时，进而控制主控系统由正常运行模式进入变桨运行模式。
21.如图1所示，在风电机组启动后，自动进入正常运行模式，在正常运行模式下，具体包括以下步骤：s100，获取风速信号，并根据风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息。
22.s200，每当获取到变桨运行信息则进入到变桨运行模式。
23.其中，风速信号表征当前的风速大小的信号。预设风速信号表征的是主控系统需要变桨操作的最低风速大小信号。变桨运行信息表征的是终端服务器向主控系统发送的信息，当主控系统接收到该变桨运行信息时，主控系统会由当前的正常运行状态进入变桨运行状态。
24.风电机组的风机包括并网型风机，并网是指在发电过程中，发电机的输电和通信等线路并入整个网络中，且线路与输电网接通以进行功率交换的行为。针对并网型风机，由于外界风速信号不同，因此，风电机组在进行工作状态时，需要风速信号达到切入风速，而切入风速是针对并网型风机而言的，是指达到并网条件的风速，也就是可以发电的最低风速，低于此风速后，风电机组会自动停机。但是当风速信号到达切出风速时，该切出风速表征的是风电机组发电的最大风速，当风电机组超过此切出风速机组将切出电网，就是风机会停机，停止发电，切入速度与叶片的空气动力性能有关。
25.具体来说，当达到这个切出风速时，发电机可以持续稳定的发电，切出风速除与叶片有关以外还与机组载荷有关，若达到切出风速还不切出，可能会有塔架倒塌，叶轮飞车等事故的风险，启动消耗的电能一般小于切入风速时的发电量。
26.这里需要说明的是，风电机组在经过切入风速到切出风速时，会存在四种不同的运行区间。
27.结合图2，运行区间是指风机电组的发电机的转速在n1～n4之间，即外界风速在vin～vout之间，风机电组处于运行区间范围内，其中，vin表征能够用于发电的最小风速，即为切入风速，vout为最大风速，即切出风速。在运行区间风电机组还包括正常运行状态以及变桨运行状态，如图中，bc段为最优叶尖比，此时叶片桨距角维持最小桨距角，能够实现获取最大风能捕获。
28.由于主控系统进入到变桨运行状态，进而该主控系统处于变桨运行模式，主控系统需要根据终端参数获取设备测量的特征参数以及其他状态参数，进而实现主控系统控制
风机叶片与地面之间的桨距角改变。因此在主控系统处于变桨运行模式下时，具体包括以下步骤：s300，定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值。
29.其中，集中桨距角滤波值表征处理过后风机叶片与风机旋转平面的夹角值。发电机转速偏差值用于表征调节风电机组的pid控制的转速影响值。
30.具体来说，集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值均是定期获取的，该定期表征该数值是时间间隔相同内获取，具体的时间间隔可以根据某一时间段的风速情况进行设定，在一段时间内，风速大于切入风速的持续时间较长，该对应的时间间隔可设定较大一些，在一段时间内，风速大于切入风速的持续时间较短，该对应的时间间隔可设定较小一些。
31.例如，一段时间a内，该当前风速大于切入风速的持续时间为10分钟，此时，可将时间间隔设定为0.5s，一段时间b内，该当前风速大于切入风速的持续时间为30分钟，此时，可以将时间间隔设定为5s。
32.这里需要说明的是，集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值为终端参数获取设备获取而得的，且终端参数获取设备并将集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值发送给终端服务器以便后续对该数值进行处理。
33.s400，依据集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值。
34.其中，变桨pid桨距角需求值是指在风力发电系统中，为了控制叶片桨距角以最大限度地利用风能，通过pid算法计算得到的控制信号数值。具体来说，pid算法通过对实际桨距角和目标桨距角之间的差异进行计算，输出相应的控制信号来调整桨距角，使实际桨距角接近目标值。在此过程中，需要设置目标桨距角需求值，通常由系统设计者根据实际情况进行设置。该值的设置涉及到多个因素，如风速、风向、传感器测量误差等，需要经过实验和测试来确定最优的设置值。
35.s500，依据变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值。
36.其中，预设变桨需求值为额外变桨需求，例如，可以根据设定的风电机组的偏置值进而设定。
37.具体来说，获取变桨控制需求值的过程一般分为以下步骤，计算出变桨pid桨距角需求值和预设变桨需求值之间的偏差值，即误差。根据误差值和比例参数、积分参数和微分参数确定pid控制器的输出值，即变桨控制需求值。
38.这里所说的变桨控制需求值具体计算方式采用变桨pid控制系统自动生成，具体的计算公式可在simulink中选择合适的计算公式，进而依据比例参数、积分参数和微分参数获取相应的变桨控制需求值。关于具体的计算公式可以按照如下公式计算，也可以设定为其他计算公式。
39.变桨控制需求值＝kp*e+ki*k∑e+kd*δe其中，kp是比例参数，ki是积分参数，kd是微分参数，e是当前误差，δe是当前误差与上次误差的差值，∑e是误差的积分，即误差随着时间的累积和。
40.将变桨控制需求值转化为实际可执行的信号或指令，例如调整桨距角或控制变桨电机等。需要特别注意的是，对于不同的风力机型和工况，可能需要设置不同的比例参数、积分参数和微分参数，以达到最佳的控制效果。同时，还需要进行实验和调试，以验证系统的性能和稳定性。
41.s600，每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号以及进入到正常运行模式。
42.其中，当系统获取到变桨控制需求值时，通常会生成相应的变桨控制信号，并将其发送给变桨执行器或其他相关设备。这些信号可以包括调整桨距角的指令、开启或关闭变桨电机等。同时，系统也会进入到正常运行模式，根据当前状态和环境条件，对发电机转速、功率输出以及变桨控制需求值等进行实时监测和调整，以保证风力发电系统的稳定运行和最大化发电量。
43.参照图3和图4，在另一个实施例中，终端参数获取设备包括桨距角测量仪器、放大元件、执行元件、桨距角滤波器以及桨距角输出元件，桨距角测量仪器对风电机组上对应的风叶的桨距角进行测量，进而通过输出元件而输出相应的集中桨距角过滤值，进而能够使终端服务器获取更为准确的集中桨距角滤波值，因此，定期获取集中桨距角滤波值，具体包括以下步骤：s310，定期获取叶片桨距角测量值，叶片桨距角测量值包括第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值。
44.s320，依据第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值获取集中桨距角测量平均值。
45.s330，依据集中桨距角测量平均值基于桨距角滤波器获取集中桨距角滤波值。
46.其中，第一叶片测量值表征风电机组的第一片风叶对应的桨距角测量值。第二叶片测量值表征风电机组的第二片风叶对应的桨距角测量值。第三叶片测量值表征风电机组的第三片风叶对应的桨距角测量值。集中桨距角测量平均值用于表征风电机组的三个风叶对应的平均桨距角值。
47.具体来说，叶片桨距角测量值主要通过桨距角测量仪器对这第一叶片、第二叶片以及第三叶片进行测量进而获得相应的测量值。关于该桨距角的测量可以通过桨距角测量仪器对该风电机组的风机的三个叶片分别进行测量，具体的测量方式可以通过设置风机周边的摄像机实时对该风电机组的风机进行拍摄，进而实时获取相应的初始图像以及目标图像，初始图像对应初始桨距角，通过对目标图像以及初始图像进行图像提取而获取到相应的叶片桨距角的测量值。这里提到的图像提取属于现有技术，这里就不做过多赘述。
48.具体来说，集中桨距角测量平均值的具体获取方式是，放大元件接收到桨距角测量仪器获取的第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值，该放大元件的放大倍数为1/3，进而使放大元件输出第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值的平均值，且向执行元件输入该集中桨距角测量平均值。
49.此外，集中桨距角滤波值的具体获取方式是，当执行元件接收到集中桨距角测量平均值，并将该集中桨距角测量平均值传送给桨距角滤波器，由于叶片桨距角测量值是定期获得的，因此，会存在多组不同的数值信号，通过桨距角滤波器将集中桨距角测量平均值一些造成整个控制不稳定的数值信号直接过滤掉，进而能够使桨距角输出元件能够输出一些稳定的集中桨距角滤波值。
50.这里需要说明的是，由于常用的滤波器有一阶低通滤波器、二阶低通滤波器等，且每个滤波器对应的传递函数是不同的，这里提到的桨距角滤波器根据实际情况所需而选择合适的传递函数。本实施例中，选择的是二阶滤波器传递函数进行滤掉不稳定的数值信号。
51.由于二阶滤波器传递函数对应的特定符合风电机组控制系统的需求，进而选择二阶滤波器。由于二阶滤波器的传递函数都是现有技术，这里就不做过多赘述，且该控制系统的选择均采用matlab中simulink进行设定控制框图，因此只需根据获取的数据选择相应的传递函数作为滤波器的传递函数即可。
52.参照图5和图6，在另一个实施例中，终端参数获取设备包括转速获取系统、第一比较元件、第二比较元件以及偏差值输出元件，转速获取系统获取相应的发电机转速滤波值，进而第一比较元件以及第二比较元件进行处理后，由偏差值输出元件输出相应的发电机转速偏差值，进而能够使终端服务器获取更为准确的发电机转速偏差值，因此，定期获取发电机转速偏差值，具体包括以下步骤：s340，获取发电机转速滤波值。
53.s350，依据发电机转速滤波值以及预设转速目标值获取第一临时转速值。
54.s360，依据第一临时转速值以及预设转速偏置值的差值作为发电机转速偏差值。
55.其中，发电机转速滤波值指对发电机转速进行滤波处理后得到的数值。具体来说，发电机转速通常会受到各种因素的影响而产生波动，如机械振动、负载变化等。为了得到更加稳定和准确的转速值，可以采用滤波算法对原始数据进行处理。滤波的方法很多，常见的有低通滤波、带通滤波、中值滤波等，选择不同的滤波方式取决于应用场景和具体要求。本实施例中是采用转速获取系统进而获取相应的发电机转速滤波值。
56.此外，预设转速目标值指的是指在某个控制系统中，设定的期望发电机转速数值。通常情况下，控制系统会通过对转速进行监测和反馈，调整输出力矩或牵引力等参数，使得实际转速尽可能接近预设目标值。预设转速目标值的设置需要考虑到多种因素，如负载变化、环境条件等，以满足用户需求并保证发电机正常运行。在实际应用中，可以采用pid控制等算法来实现预设转速目标值的控制。
57.这里提到的，第一临时转速值指在发电机启动过程中，达到正常运行之前的临时转速数值。在发电机启动过程中，由于机械部件和电气系统的惯性作用，发电机转速会逐渐增加，直到达到正常运行所需的转速。在这个过程中，为了保证发电机安全运行，通常需要设置第一临时转速值，当实际转速达到这个值时，可以执行相应的控制逻辑以保证发电机运行的平稳和可靠。第一临时转速值的具体设置需要考虑到发电机的设计参数和工作环境等因素，以确保启动过程中能够快速而稳定地将发电机带入正常运行状态。
58.预设转速偏置值指在某些控制系统中，为了达到更好的控制效果，根据实际情况对预设转速目标值进行微调后得到的一个偏置值。在实际应用中，由于各种因素的影响，如负载变化、机械损耗等，实际转速可能会与预设目标值存在一定的差异，这时可以通过设置预设转速偏置值来调整实际转速，以达到更加准确和稳定的控制效果。预设转速偏置值的具体设置需要考虑到发电机的特性和工作环境等因素，并且需要经过测试和验证才能确定最优的偏置值。
59.具体来说，依据转速获取系统获取发电机转速滤波值，第一比较元件将获取到的发电机转速滤波值以及预设转速目标值作差进而将得到的第一临时转速值输入到第二比较元件中，第二比较元件将第一临时转速值以及预设转速偏置值作差以得到发电机转速偏差值，并将该发电机转速偏差值输入到偏差值输出元件以供后续处理。
60.这里需要说明的是，预设转速目标值以及预设转速偏置值都是提前依据具体情况
设定的。
61.参照图7和图8，在另一个实施例中，转速获取系统包括转速测量仪器、低通滤波器、第一陷波滤波器、第二陷波滤波器以及转速输出元件，转速测量仪器对风电机组上对应的发电机转速进行测量，进而通过转速输出元件而输出相应的发电机转速滤波值，进而能够使终端服务器获取更为准确的发电机转速滤波值，获取发电机转速滤波值，包括以下步骤：s341，定期获取发电机转速测量值。
62.s342，依据发电机转速测量值获取第一滤波转速，并将第一滤波转速获取当前发电机功率。
63.s343，将当前发电机功率与预设最优功率进行大小比较。
64.s344，若当前发电机功率大于预设最优功率，则生成并发出进入正常运行模式的控制信号以及基于陷波滤波器生成发电机转速滤波值。
65.其中，发电机转速测量值是指通过传感器等装置对发电机转速进行实时监测得到的数值。第一滤波转速是对发电机转速信号进行滤波处理后得到的滤波结果，旨在平滑信号曲线以消除噪声和波动。当前发电机功率是指发电机在运行过程中产生的实际功率数值。预设最优功率是指在控制系统中设定的目标功率值，通常由系统设计者根据实际情况进行设置。控制信号是指由终端服务器输出的用来调节发电机功率和转速的信号，可以通过调整控制信号来实现实际功率接近预设最优功率的效果。
66.具体的，转速测量仪器定期获取发电机转速测量值，并将发电机转速测量值输送至低通滤波器中，通过低通滤波器对获取的发电机转速测量值进行处理，接着经过陷波滤波器，进而获取第一滤波转速。终端服务器依据第一滤波转速获取当前发电机功率，进而将当前发电机功率与预设最优功率进行大小比较，若当前发电机功率大于预设最优功率，则生成并发出进入正常运行模式的控制信号以及基于陷波滤波器生成发电机转速滤波值。
67.这里所说低通滤波器以及陷波滤波器选择的传递函数都根据实际进行选择，这里就不一一进行设定，可以依据桨距角滤波器选择的传递函数一致，也可根据实际情况，选择一阶传递函数。
68.参照图5和图9，另一个实施例中，终端参数获取设备还包括比例参数控制器、积分参数控制器、微分参数控制器、第三比较元件以及变桨pid控制器。具体来说，依据集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值，包括以下步骤：s410，依据集中桨距角滤波值获取控制调节参数，控制调节参数包括比例参数、积分参数以及微分参数。
69.s420，依据比较参数以及预设增益参数的乘积获取比例数据。
70.s430，依据比例数据、积分参数以及微分参数基于变桨pid控制器获取变桨pid桨距角需求值。
71.其中，比例参数、积分参数以及微分参数是pid控制器中的三个重要参数，用来调节控制算法的响应速度和控制精度。具体来说：比例参数用来调节控制输出量和偏差之间的关系，即当实际值与目标值之间存在偏差时，比例参数会按照一定比例进行调整，计算出相应的控制输出量。积分参数用来消除系统稳态误差，在长时间内对偏差进行积累，并且根据已经积累的偏差进行调整，使得实际值最终接近目标值。微分参数用来消除系统瞬态误
差，在偏差发生变化时，微分参数会按照一定比例进行调整，计算出相应的控制输出量，以使系统更快地恢复到目标状态。
72.本实施例中，依据比例参数控制器获取比例参数，积分参数控制器获取积分参数，微分参数控制器获取微分参数，第三比较元件依据比较参数以及预设增益参数的乘积获取比例数据，将比例数据、积分参数以及微分参数均输入至变桨pid控制器，进而使变桨pid控制器输出变桨pid桨距角需求值。
73.在另一个实施例中，为了能够提高比例参数、积分参数以及微分参数的获取速度，会提前制作相应的调节差值表，通过获取的集中桨距角滤波值，进而在调节差值表中选择相应的比例参数、积分参数以及微分参数。依据集中桨距角滤波值获取控制调节参数，具体包括以下步骤：s411，获取控制调节插值表。
74.s412，依据集中桨距角滤波值在控制调节插值表中获取与集中桨距角滤波值对应的控制调节参数。
75.具体来说，控制调节插值表可以根据以往的实践结果进行获得，也可以根据以往的实践结果进行预测获得的。
76.参照图10，终端参数获取设备还包括第四比较元件、变桨位置限制系统、变桨速率限制系统以及变桨加速度限制系统，依据变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值，包括以下步骤：s510，基于变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值之和获取第一临时计算值。
77.s520，依据第一临时计算值获取变桨位置限制数据。
78.s530，基于变桨位置限制数据、预设变桨速率限制以及变桨加速度限制获取变桨控制需求值。
79.其中，在基于变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值之和获取第一临时计算值这一步骤中，需要将从pid控制器中获取的变桨pid桨距角需求值和预估变桨需求值相加，并根据实际情况进行微调，得到一个临时计算值，用于后续计算变桨位置限制数据。
80.此外，在依据第一临时计算值获取变桨位置限制数据这一步骤中，根据第一临时计算值以及机械结构参数和设定的变桨角度范围等因素，计算得到变桨位置限制数据。该数据包含了可以允许的变桨角度上限和下限，以确保变桨执行器不会超出可接受的角度范围。
81.再者，在基于变桨位置限制数据、预设变桨速率限制以及变桨加速度限制获取变桨控制需求值这一步骤中，需要根据变桨位置限制数据、预设变桨速率限制和变桨加速度限制等因素，计算得到最终的变桨控制需求值。计算方法涉及到多个参数和限制条件，具体的计算方法需要根据实际情况进行调整和优化，以确保变桨控制系统的性能和稳定性。
82.这里需要具体说明的是，第四比较元件接收变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值，并依据变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值之和获取第一临时计算值。接着第一临时计算值依次经过变桨位置限制系统、变桨速率限制系统以及变桨加速度限制系统，直至向终端服务器输入变桨控制需求值，终端服务器接收到变桨控制需求值并控制风电机组的第一叶片、第二叶片以及第三叶片旋转相应的角度进而实现整个风电机组变桨控
制。
83.参照图11，另一个实施例中，变桨位置限制系统包括最小桨距角获取元件以及对风偏差的最小桨距角元件，依据第一临时计算值获取变桨位置限制数据,包括以下步骤：s521，获取限制桨距角数据，限制桨距角数据包括表征额定功率下的最小桨距角值的功率桨距角值以及表征同一风偏差下的最小桨距角的风偏差桨距角值。
84.s522，依据第一临时计算值、功率桨距角值以及风偏差桨距角值获取变桨位置限制数据。
85.这里需要说明的是，最小桨距角获取元件获取最小桨距角值的功率桨距角值，对风偏差的最小桨距角元件获取最小桨距角的风偏差桨距角值。这里提到的最小桨距角值的功率桨距角值以及最小桨距角的风偏差桨距角值均是提前获取的数据，将其作为已知数据输入到变桨位置限制系统，方便依据第一临时计算值获取变桨位置限制数据。
86.本技术实施例公开一种风机变桨控制方法的实施原理为：首先通过桨距角测量仪器定期获取风电机组的第一叶片、第二叶片以及第三叶片的桨距角，然后通过放大元件获取该第一叶片、第二叶片以及第三叶片的集中桨距角测量平均值，并依据集中桨距角测量平均值基于桨距角滤波器获取集中桨距角滤波值；接着，通过在提前设定好的调节插值表，进而能够选择适合集中桨距角滤波值对应的比例参数、积分参数以及微分参数，从而通过pid变桨控制获取相对应的变桨pid桨距角需求值；然后通过第四比较元件基于变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值之和获取第一临时计算值，并依据第一临时计算值获取变桨位置限制数据，且通过对风电机组的位置、速率以及加速度的限制，进而获取变桨控制需求值；最后，终端服务器通过获取到的变桨控制需求值进而生成变桨控制信号以控制风电机组实现变桨控制以及控制风电机组进而正常运行模式。
87.本技术实施例还公开一种风机变桨控制系统，风机变桨控制系统，包括风速获取模块、风速处理模块、数据获取模块、第一处理模块、第二处理模块以及执行模块。其中，在正常运行模式下：风速获取模块用于获取风速信号，并根据风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息。风速处理模块用于每当获取到变桨运行信息则进入到变桨运行模式。
88.在变桨运行模式下：数据获取模块用于定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值。第一处理模块用于依据集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值。第二处理模块用于依据变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值。执行模块用于每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号以及进入到正常运行模式。
89.本技术实施例还公开一种存储介质，存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现风机变桨控制方法。
90.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种风机变桨控制方法，其特征在于，包括以下步骤：在正常运行模式下：获取风速信号，并根据所述风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息；每当获取到变桨运行信息则进入到变桨运行模式；在变桨运行模式下：定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值；依据所述集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值；依据所述变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值；每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号以及进入到正常运行模式。2.根据权利要求1所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述定期获取集中桨距角滤波值，包括以下步骤：定期获取叶片桨距角测量值，所述叶片桨距角测量值包括第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值；依据所述第一叶片测量值、第二叶片测量值以及第三叶片测量值获取集中桨距角测量平均值；依据所述集中桨距角测量平均值基于桨距角滤波器获取集中桨距角滤波值。3.根据权利要求1所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述定期获取发电机转速偏差值，包括以下步骤：获取发电机转速滤波值；依据所述发电机转速滤波值以及预设转速目标值获取第一临时转速值；依据所述第一临时转速值以及预设转速偏置值的差值作为发电机转速偏差值。4.根据权利要求3所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述获取发电机转速滤波值，包括以下步骤：定期获取发电机转速测量值；依据所述发电机转速测量值获取第一滤波转速，并将所述第一滤波转速获取当前发电机功率；将所述当前发电机功率与预设最优功率进行大小比较；若所述当前发电机功率大于预设最优功率，则生成并发出进入正常运行模式的控制信号以及基于陷波滤波器生成发电机转速滤波值。5.根据权利要求1所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述依据所述集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值，包括以下步骤：依据所述集中桨距角滤波值获取控制调节参数，所述控制调节参数包括比例参数、积分参数以及微分参数；依据所述比较参数以及预设增益参数的乘积获取比例数据；依据所述比例数据、积分参数以及微分参数基于变桨pid控制器获取变桨pid桨距角需求值。6.根据权利要求5所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述依据所述集中桨距角滤
波值获取控制调节参数，包括以下步骤：获取控制调节插值表，并依据所述集中桨距角滤波值在所述控制调节插值表中获取与所述集中桨距角滤波值对应的控制调节参数。7.根据权利要求1所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述依据所述变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值，包括以下步骤：基于所述变桨pid桨距角需求值以及预估变桨需求值之和获取第一临时计算值；依据所述第一临时计算值获取变桨位置限制数据；基于所述变桨位置限制数据、预设变桨速率限制以及变桨加速度限制获取变桨控制需求值。8.根据权利要求7所述的风机变桨控制方法，其特征在于，所述依据所述第一临时计算值获取变桨位置限制数据,包括以下步骤：获取限制桨距角数据，所述限制桨距角数据包括表征额定功率下的最小桨距角值的功率桨距角值以及表征同一风偏差下的最小桨距角的风偏差桨距角值；依据所述第一临时计算值、所述功率桨距角值以及风偏差桨距角值获取变桨位置限制数据。9.一种风机变桨控制系统，其特征在于，执行所述权利要求1-8任意一项所述的一种风机变桨控制方法的控制系统，包括风速获取模块、风速处理模块、数据获取模块、第一处理模块、第二处理模块以及执行模块；其中，在正常运行模式下：所述风速获取模块用于获取风速信号，并根据所述风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息；所述风速处理模块用于每当获取到变桨运行信息则进入到变桨运行模式；在变桨运行模式下：所述数据获取模块用于定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值；所述第一处理模块用于依据所述集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨pid桨距角需求值；所述第二处理模块用于依据所述变桨pid桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值；所述执行模块用于每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号以及进入到正常运行模式。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1-8所述的风机变桨控制方法。

技术总结
本申请涉及风力发电机组控制的技术领域，尤其是涉及一种风机变桨控制方法、系统及存储介质，所述方法包括以下步骤：获取风速信号，并根据风速信号与预设风速信号进行比较以获取对应的变桨运行信息；定期获取集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值；依据集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值获取变桨PID桨距角需求值；依据变桨PID桨距角需求值以及预设变桨需求值获取变桨控制需求值；每当获取到变桨控制需求值则生成并发出相应的变桨控制信号。本申请具有能够通过PID控制系统对集中桨距角滤波值以及发电机转速偏差值的处理以获取相应的变桨控制需求值的处理以精确的计算出变桨控制需求值，能够实时的控制风电机组的变桨控制过程。制过程。制过程。


技术研发人员：邱春雷
受保护的技术使用者：中广核（北京）新能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/9/9