一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备与流程

1.本技术涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备。


背景技术：

2.目前风力发电机组的转速控制一般使用比例积分微分pid控制，以转速误差作为输入，变桨速率作为输出以使风力发电机组进行转速控制。一般情况下，当实际转速大于转速设定值，即转速误差为正时，会计算出正的变桨速率，控制风力发电机组收桨减少风能吸收，使转速降低；相反当实际转速低于转速设定值，即转速误差为负时，会计算出负的变桨速率，控制风力发电机组开桨增大风能吸收，以提高转速，来实现将风力发电机组转速控制在设定值附近。
3.目前，电网对风力发电机组功率调度的需求越来越高，由于限功率或是放功率可能会修改风机的转速设定值，当转速设定值发生变化时，会引起pid控制的输入转速误差值发生变化。该值如果变化过快，会引起风力发电机组转速控制异常，导致转速失控、过速停机等情况。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备，以解决在转速设定值发生较大变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。
5.为解决上述问题，本技术实施例提供的技术方案如下：
6.本技术实施例提供了一种风力发电机组转速控制方法，所述方法包括：
7.获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
8.根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率；
9.根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
10.在一种可能的实现方式中，所述根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率，包括：
11.计算所述实际转速的一阶差分乘以比例控制参数，得到第一数值；
12.计算所述实际转速与所述转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第二数值；
13.计算所述实际转速的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以所述计算周期，得到第三数值；
14.计算所述第一数值、所述第二数值以及所述第三数值之和，得到变桨速率。
15.在一种可能的实现方式中，当所述风力发电机组的转速设定值与上一计算周期的风力发电机组的转速设定值不同时，所述方法还包括：
16.对所述积分控制参数进行补偿，重新得到所述积分控制参数。
17.在一种可能的实现方式中，所述对所述积分控制参数进行补偿，重新得到所述积分控制参数，包括：
18.计算目标参数乘以所述比例控制参数后，加上所述积分控制参数，得到第四数值；
19.将所述第四数值确定为所述积分控制参数。
20.本技术实施例还提供了一种风力发电机组转速控制方法，所述方法包括：
21.获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
22.根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率；
23.根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值；
24.计算所述原始变桨速率与所述补偿值之和，得到变桨速率；
25.根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
26.在一种可能的实现方式中，所述根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率，包括：
27.计算所述实际转速的一阶差分与所述转速设定值的一阶差分之差后，再乘以比例控制参数，得到第四数值；
28.计算所述实际转速与所述转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第五数值；
29.计算所述实际转速的二阶差分与所述转速设定值的二阶差分之差后，再乘以微分控制参数并除以所述计算周期，得到第六数值；
30.计算所述第四数值、所述第五数值以及所述第六数值之和，得到原始变桨速率。
31.在一种可能的实现方式中，所述根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值，包括：
32.计算所述转速设定值的一阶差分乘以比例控制参数，得到第七数值；
33.计算所述转速设定值的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以所述计算周期，得到第八数值；
34.计算所述第七数值以及所述第八数值之和，得到补偿值。
35.本技术实施例还提供了一种风力发电机组转速控制装置，所述装置包括：
36.第一获取单元，用于获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
37.计算单元，用于根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率；
38.控制单元，用于根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
39.本技术实施例还提供了一种风力发电机组转速控制装置，所述装置包括：
40.获取单元，用于获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
41.第一计算单元，用于根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率；
42.第二计算单元，用于根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值；
43.第三计算单元，用于计算所述原始变桨速率与所述补偿值之和，得到变桨速率；
44.控制单元，用于根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
45.本技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
46.处理器；
47.被配置为存储所述处理器可执行指令的存储器；
48.其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如上述任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤，或者，如上述任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤。
49.本技术实施例还提供了一种存储介质，当所述存储介质中的指令由风力发电机组转速控制装置或者电子设备的处理器执行时，以使所述风力发电机组转速控制装置或者所述电子设备实现如上述任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤，或者，如上述任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤。
50.本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，设备的至少一个处理器从所述存储介质读取并执行所述计算机程序，使得设备执行如上述任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤，或者，如上述任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤。
51.由此可见，本技术实施例具有如下有益效果：
52.本技术实施例提供了一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。进而，根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率。根据计算得到的变桨速率控制风力发电机组调整转速。由于计算变桨速率中的各个参数中并不包括转速设定值的一阶差分和二阶差分。如此，转速设定值变化时也不会导致输出的变桨速率大幅波动或者跳变，解决了在转速设定值发生较大变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。
附图说明
53.图1a为本技术实施例提供的一种转速控制示意图；
54.图1b为本技术实施例提供的另一种转速控制示意图；
55.图2为本技术实施例提供的一种示例性应用场景的示意图；
56.图3为本技术实施例提供的一种风力发电机组转速控制方法的流程图；
57.图4a为本技术实施例提供的另一种转速控制示意图；
58.图4b为本技术实施例提供的一种风力发电机组原有转速控制的示意图；
59.图4c为本技术实施例提供的一种风力发电机组优化转速控制的示意图；
60.图5为本技术实施例提供的另一种风力发电机组转速控制方法的流程图；
61.图6为本技术实施例提供的一种风力发电机组转速控制装置的结构示意图；
62.图7为本技术实施例提供的一种风力发电机组转速控制装置的结构示意图；
63.图8为本技术实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
64.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术实施例作进一步详细的说明。
65.为了便于理解和解释本技术实施例提供的技术方案，下面先对本技术实施例的背景技术进行说明。
66.参见图1a，图1a为本技术实施例提供的一种转速控制示意图。如图1a所示，现有的风力发电机组的转速控制方法中，一般使用pid控制，先获取风力发电机组的实际转速和转速设定值的差值，并将该差值作为转速误差。将转速误差输入到pid控制器中，输出变桨速率。再将变桨速率输入到风机控制器中，以通过变桨速率来控制风力发电机组的转速。另外，在一些可选实施例中，pid控制器还可能集成在风机控制器中，基于此，参见图1b，图1b为本技术实施例提供的另一种转速控制示意图。如图1b所示，获取到转速误差时，将转速误差输入到风机控制器中。具体地，将转速误差输入到风机控制器中集成的pid控制器中，pid控制器输出变桨速率。进而，风机控制器再通过变桨速率来控制风力发电机组的转速。
67.一般情况下，当实际转速大于转速设定值，即转速误差为正时，可以计算出正的变桨速率，控制风力发电机组收桨减少风能吸收，使转速降低。相反，当实际转速低于转速设定值，即转速误差为负时，可以计算出负的变桨速率，控制风力发电机组开桨增大风能吸收，以提高转速，来实现将风力发电机组转速控制在设定值附近。
68.具体实施时，pid控制器的输入为转速误差，输出为变桨速率，公式为：
69.yn＝dy
ndt
+y
n-1
[0070][0071]
其中，yn为第n个计算周期的风力发电机组的桨距角，y
n-1
为第n-1个计算周期的风力发电机组的桨距角，dt为计算周期，dyn为第n个计算周期的风力发电机组的变桨速率，k
p
为比例控制参数，ki为积分控制参数，kd为微分控制参数。en＝v
n-v
set
为转速误差，v
setn
为第n个计算周期的风力发电机组的转速设定值，vn表示第n个计算周期的实际转速。δen为转速误差的一阶差分，δδen为转速误差的二阶差分。
[0072]
则上述输出的变桨速率的公式也即：
[0073]
dyn＝k
p
(δv
n-δv
set
)+ki(v
n-v
set
)+kd(δδv
n-δδv
set
)
[0074]
目前，电网对风力发电机组功率调度的需求越来越高，由于限功率或是放功率可能会修改风机的转速设定值。基于此，根据上述公式可知，当转速设定值发生调变或者发生快速变化时，e
n-e
n-1
或者e
n-1-e
n-2
会引入一个较大值，导致变桨速率也会发生跳变，并且在发生跳变的周期以及之后的两个周期内同样会发生跳变。例如，若使用双线性变换的离散pid时，上述公式会等效为dyn＝f(en)+k
·
dy
n-1
，其中，k为常数。这使得当前周期发生跳变后会对之后多个周期产生持续影响。而变桨速率发生跳变或变化过快，会引起风力发电机组转速控制异常，导致转速失控、过速停机等情况。
[0075]
基于此，本技术实施例提供了一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备。为了
便于理解本技术实施例提供的一种风力发电机组转速控制方法，下面结合图1对其示例性应用场景进行说明。图2为本技术实施例提供的一种示例性应用场景的示意图。在一个或多个实施例中，该方法可由pid控制器实现，或者，该方法可由集成有pid控制器的风机控制器实现。
[0076]
在实际应用中，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。进而，再根据实际转速获取实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分。则可以根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率。
[0077]
进一步，根据计算得到的变桨速率控制风力发电机组调整转速，以使风力发电机组的转速在转速设定值的一定误差范围内。
[0078]
本领域技术人员可以理解，图2所示的框架示意图仅是本技术的实施方式可以在其中得以实现的一个示例。本技术实施方式的适用范围不受到该框架任何方面的限制。
[0079]
基于上述说明，下面将结合附图对本技术提供的风力发电机组转速控制方法进行详细说明。
[0080]
参见图3，该图为本技术实施例提供的一种风力发电机组转速控制方法的流程图。如图3所示，方法可以包括s301-s303：
[0081]
s301：获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。
[0082]
风力发电机组的实际转速用vn来表示，风力发电机组的转速设定值用v
set
来表示。其中，vn表示第n个计算周期的实际转速。
[0083]
在一个或多个实施例中，可通过采集设备采集风力发电机组的实际转速。
[0084]
s302：根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率。
[0085]
在本技术实施例中，由于转速误差值包括实际转速和转速设定值。其中，实际转速反应了风速变化对风机发电机组的影响，也是进行变桨控制的参考量。转速设定值可能为任意设置的值。则，应使得在转速设定值不变时，获得的变桨速率与原有技术方案获取的变桨速率相同，避免对已有机型进行重新设计评估。在转速设定值发生变化时，获取的变桨速率不应该出现大幅波动或跳变。
[0086]
基于此，在转速设定值发生变化时，可以通过改变转速设定值的瞬态响应特性来保持变桨速率的稳态响应。具体地，参见图4a，图4a为本技术实施例提供的另一种转速控制示意图。如图4a所示，在将pid控制器等价为线性系统时，可以将pid控制器等价拆分为两个部分，一部分为将实际转速控制在初始设定值(如额定转速)的系统h
pid
(x)，另一部分为对变化的转速设定值相应的系统h
δ
(x)。δspeed和speed0分别表征对额定转速和转速设定值偏差(即转速设定值一阶差分)。可以理解的是，δspeed和speed0仅作为数学上的拆分，不代表具体物理含义。
[0087]
进而，在实际应用中，变桨速率实际是根据前n个周期的转速误差值计算得到的，则变桨速率可以表示为：
[0088]
δh(x)＝δh
δ
(x)+δh
pid
(x)＝kxn+kx
n-1
+
…
[0089]
其中，δh可以看作变桨速率，xn可以看作为第n个周期的转速误差值。δh
δ
(x)为h
δ
(x)的一阶差分，δh
pid
(x)为h
pid
(x)的一阶差分。
[0090]
如此，满足下面的两个方面便可使得变桨速率不会跳变过大，能够提高变桨速率的稳态响应。
[0091]
一方面，当n个周期内转速设定值不发生变化时，h
δ
(x)的响应和原pid控制器的响应相同，得：即，当设定值不变时，xn＝x
n-1
＝
…
。
[0092]
另一方面，当转速设定值发生变化时，变桨速率响应平稳并改善跳变情况，等价于变桨速率只与当前周期的设定值xn有关，与x
n-1
等项无关。如此可以消除转速设定值快速变化引入的瞬态变桨速率响应，即：δh
δ
(x)＝δh
δ
(xn)。
[0093]
基于上述内容，可进一步获得计算变桨速率的方式。在一种可能的实现方式中，本技术实施例提供了一种根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率的具体实施方式，包括：
[0094]
a1：计算实际转速的一阶差分乘以比例控制参数，得到第一数值。
[0095]
a2：计算实际转速与转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第二数值。
[0096]
a3：计算实际转速的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以计算周期，得到第三数值。
[0097]
a4：计算第一数值、第二数值以及第三数值之和，得到变桨速率。
[0098]
基于a1-a4，在一个或多个实施例中，变桨速率由以下公式获得：
[0099][0100]
其中，δvn为实际转速的一阶差分，k
p
δvn为第一数值。ki(v
n-v
set
)dt为第二数值。δδvn为实际转速的二阶差分，为第三数值。
[0101]
根据a1-a4提供的变桨速率的计算方式，可使变桨速率的响应平稳并改善跳变情况。
[0102]
s303：根据变桨速率控制风力发电机组调整转速。
[0103]
在一个或多个实施例中，pid控制器可以独立于风机控制器设置，还可以集成于风机控制器内。当pid控制器获得变桨速率后，风机控制器再根据变桨速率控制风力发电机组调整转速。
[0104]
参见图4b和图4c，图4b为本技术实施例提供的一种风力发电机组原有转速控制的示意图，图4c为本技术实施例提供的一种风力发电机组优化转速控制的示意图。如图4b可知，当转速设定值发生变化时，优化前的变桨速率出现了负
→
正
→
负的变桨速率波动，且变桨速率存在跳变。而当转速设定值发生变化时，采用s301-s303的方式控制风力发电机组调整转速后，图4c中的变桨速率变得相对平滑，且一直为负，对风机各部件载荷是友好的。
[0105]
基于s301-s303的内容可知，本技术实施例提供了一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。进而，根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率。根据计算得到的变桨速率控制风力发电机组调整转速。由于计算变桨速率中的各个参数中并不包括转速设定值的一阶差分和二阶差分。如此，转速设定值变化时也不会导致输出的变桨速率大幅波动或者跳变，解决了在转速设定值发生较大
变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。
[0106]
在本技术实施例中，当风力发电机组的转速设定值与上一计算周期的风力发电机组的转速设定值不同时，采用s301-s303的方式削弱了在转速设定值发生变化期间的瞬态响应。在一个或多个实施例中，为了满足风机功率调节的速率要求，可以对响应速率进行补偿。
[0107]
由于转速设定值可能按照一个较低的速率变化，则变桨速率也会以相应的速率进行变化。如当转速设定值以一个较低的速率k1增加时，变桨速率会以一个较低的速率降低。则具体实施时，在转速设定值发生变化期间，可通过对积分控制参数进行补偿，重新得到积分控制参数，以此来补偿积分控制参数并进而补偿响应速率。
[0108]
在一种可能的实现方式中，本技术实施例提供了一种对积分控制参数进行补偿，重新得到积分控制参数的具体实施方式，包括：
[0109]
b1：计算目标参数乘以比例控制参数后，加上积分控制参数，得到目标数值。
[0110]
b2：将目标数值确定为积分控制参数。
[0111]
基于b1-b1的内容，在一个或多个实施例中，重新确定的积分控制参数由以下公式获得：
[0112]ki
+c*k
p
→ki
[0113]
其中，c为目标参数，ki+c*k
p
为目标数值。
[0114]
在一个或多个实施例中，若v
n-v
set
最大值为e
′
。因此，在kd＝0且当以下公式和v
n-v
set
＝e
′
满足时，可认为补偿了响应速率。以下公式为：
[0115][0116]
由此，可得到可以理解的是，当转速设定值增加时，变化速率k1大于0。此时转速设定值偏差小于0，c＞0。
[0117]
可以理解的是，当转速设定值不变化时，不用对积分控制参数进行补偿，仍为ki。
[0118]
由于转速设定值在变化时可能导致响应的变桨速率跳变，则可通过直接补偿变桨速率的方式来达到变桨速率的稳态响应。基于此，参见图5，该图为本技术实施例提供的另一种风力发电机组转速控制方法的流程图。如图5所示，方法可以包括s501-s505：
[0119]
s501：获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。
[0120]
在对风力发电机组进行控制时，实时获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。
[0121]
s502：根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分、转速设定值的一阶差分、转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率。
[0122]
计算原始变桨速率的参数包括了转速设定值的一阶差分和二阶差分。获取原始变桨速率和变桨速率补偿值之后，便可得到用于控制风力发电机组的变桨速率。
[0123]
在一种可能的实现方式中，本技术实施例提供了一种根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分、转速设定值的一阶差分、转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率的具体实施方式，包括：
[0124]
c1：计算实际转速的一阶差分与转速设定值的一阶差分之差后，再乘以比例控制参数，得到第四数值。
[0125]
c2：计算实际转速与转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第五数值。
[0126]
c3：计算实际转速的二阶差分与转速设定值的二阶差分之差后，再乘以微分控制参数并除以计算周期，得到第六数值。
[0127]
c4：计算第四数值、第五数值以及第六数值之和，得到原始变桨速率。
[0128]
基于c1-c4的内容，在一个或多个实施例中，原始变桨速率通过以下公式获取：
[0129][0130]
其中，(dyn)
′
为原始变桨速率，δv
set
为转速设定值的一阶差分，k
p
(δv
n-δv
set
)为第四数值。ki(v
n-v
set
)dt为第五数值。δδv
set
为转速设定值的二阶差分，为第六数值。
[0131]
s503：根据转速设定值的一阶差分、转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值。
[0132]
可以理解的是，补偿值是指由于转速设定值变化所造成的变桨速率补偿值。
[0133]
在一种可能的实现方式中，本技术实施例提供了一种根据实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值的具体实施方式，包括：
[0134]
d1：计算转速设定值的一阶差分乘以比例控制参数，得到第七数值。
[0135]
d2：计算转速设定值的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以计算周期，得到第八数值。
[0136]
d3：计算第七数值以及第八数值之和，得到补偿值。
[0137]
基于d1-d3的内容，在一个或多个实施例中，补偿值通过以下公式获取：
[0138][0139]
其中，δv
setkp
为第七数值，为第八数值。
[0140]
在一个或多个实施例中，上述公式获得的变桨速率的补偿值为a1-a4中的变桨速率获取公式和c1-c4中的原始变桨速率获取公式的差值。由此，在通过c1-c4获取原始变桨速率以及通过d1-d3获取补偿值之后，便可通过原始变桨速率与补偿值之和，得到变桨速率。
[0141]
s504：计算原始变桨速率与补偿值之和，得到变桨速率。
[0142]
在获取原始变桨速率与补偿值之后，变桨速率与补偿值的和即为用于控制风力发电机组体征转速所需的变桨速率。
[0143]
s505：根据变桨速率控制风力发电机组调整转速。
[0144]
根据获得的变桨速率控制风力发电机组调整转速。
[0145]
在一个或多个实施例中，pid控制器可以独立于风机控制器设置，还可以集成于风
机控制器内。当pid控制器获得变桨速率后，风机控制器再根据变桨速率控制风力发电机组调整转速。
[0146]
基于s501-s505的内容可知，本技术实施例提供了另一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。再根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分、转速设定值的一阶差分、转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率。进而，根据实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值。通过计算原始变桨速率与补偿值之和，得到变桨速率。最后，根据得到的变桨速率便可控制风力发电机组调整转速。如此，通过补偿转设定值变化导致的变桨速率，使得转速设定值变化时也不会导致输出的变桨速率大幅波动或者跳变，解决了在转速设定值发生较大变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。
[0147]
基于上述方法实施例提供的一种风力发电机组转速控制方法，本技术实施例还提供了一种风力发电机组转速控制装置，下面将结合附图对该风力发电机组转速控制装置进行说明，该装置的技术详情请参见上述方法实施例。
[0148]
参见图6，该图6为本技术实施例提供的一种风力发电机组转速控制装置的结构示意图。如图6所示，该风力发电机组转速控制装置包括：
[0149]
第一获取单元601，用于获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
[0150]
计算单元602，用于根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率；
[0151]
控制单元603，用于根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
[0152]
在一种可能的实现方式中，所述计算单元602，包括：
[0153]
第一计算子单元，用于计算所述实际转速的一阶差分乘以比例控制参数，得到第一数值；
[0154]
第二计算子单元，用于计算所述实际转速与所述转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第二数值；
[0155]
第三计算子单元，用于计算所述实际转速的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以所述计算周期，得到第三数值；
[0156]
第四计算子单元，用于计算所述第一数值、所述第二数值以及所述第三数值之和，得到变桨速率。
[0157]
在一种可能的实现方式中，当所述风力发电机组的转速设定值与上一计算周期的风力发电机组的转速设定值不同时，所述装置还包括：
[0158]
第二获取单元，用于对所述积分控制参数进行补偿，重新得到所述积分控制参数。
[0159]
在一种可能的实现方式中，所述第二获取单元，包括：
[0160]
第五计算子单元，用于计算目标参数乘以所述比例控制参数后，加上所述积分控制参数，得到第四数值；
[0161]
确定单元，用于将所述第四数值确定为所述积分控制参数。
[0162]
另外，本技术实施例还提供了一种存储介质，当所述存储介质中的指令由风力发电机组转速控制装置或者电子设备的处理器执行时，以使所述风力发电机组转速控制装置
或者所述电子设备实现如上述任一项实施例所述的一种风力发电机组转速控制方法的步骤。
[0163]
另外，一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，设备的至少一个处理器从所述存储介质读取并执行所述计算机程序，使得设备执行如上述任一项实施例所述的一种风力发电机组转速控制方法的步骤。
[0164]
本技术实施例提供了一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。进而，根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率。根据计算得到的变桨速率控制风力发电机组调整转速。由于计算变桨速率中的各个参数中并不包括转速设定值的一阶差分和二阶差分。如此，转速设定值变化时也不会导致输出的变桨速率大幅波动或者跳变，解决了在转速设定值发生较大变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。
[0165]
基于上述方法实施例提供的另一种风力发电机组转速控制方法，本技术实施例还提供了另一种风力发电机组转速控制装置，下面将结合附图对该风力发电机组转速控制装置进行说明，该装置的技术详情请参见上述方法实施例。
[0166]
参见图7，该图7为本技术实施例提供的另一种风力发电机组转速控制装置的结构示意图。如图7所示，该风力发电机组转速控制装置包括：
[0167]
获取单元701，用于获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
[0168]
第一计算单元702，用于根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率；
[0169]
第二计算单元703，用于根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值；
[0170]
第三计算单元704，用于计算所述原始变桨速率与所述补偿值之和，得到变桨速率；
[0171]
控制单元705，用于根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
[0172]
在一种可能的实现方式中，所述第一计算单元702，包括：
[0173]
第一计算子单元，用于计算所述实际转速的一阶差分与所述转速设定值的一阶差分之差后，再乘以比例控制参数，得到第四数值；
[0174]
第二计算子单元，用于计算所述实际转速与所述转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第五数值；
[0175]
第三计算子单元，用于计算所述实际转速的二阶差分与所述转速设定值的二阶差分之差后，再乘以微分控制参数并除以所述计算周期，得到第六数值；
[0176]
第四计算子单元，用于计算所述第四数值、所述第五数值以及所述第六数值之和，得到原始变桨速率。
[0177]
在一种可能的实现方式中，所述第二计算单元703，包括：
[0178]
第五计算子单元，用于计算所述转速设定值的一阶差分乘以比例控制参数，得到
第七数值；
[0179]
第六计算子单元，用于计算所述转速设定值的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以所述计算周期，得到第八数值；
[0180]
第七计算子单元，用于计算所述第七数值以及所述第八数值之和，得到补偿值。
[0181]
另外，本技术实施例还提供了一种存储介质，当所述存储介质中的指令由风力发电机组转速控制装置或者电子设备的处理器执行时，以使所述风力发电机组转速控制装置或者所述电子设备实现如上述任一项实施例所述的另一种风力发电机组转速控制方法的步骤。
[0182]
另外，一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，设备的至少一个处理器从所述存储介质读取并执行所述计算机程序，使得设备执行如上述任一项实施例所述的另一种风力发电机组转速控制方法的步骤。
[0183]
本技术实施例提供了另一种风力发电机组转速控制装置及设备，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。再根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分、转速设定值的一阶差分、转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率。进而，根据实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值。通过计算原始变桨速率与补偿值之和，得到变桨速率。最后，根据得到的变桨速率便可控制风力发电机组调整转速。如此，通过补偿转设定值变化导致的变桨速率，使得转速设定值变化时也不会导致输出的变桨速率大幅波动或者跳变，解决了在转速设定值发生较大变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。
[0184]
参见图8，图8示出根据本公开的示例性实施例的电子设备的示意图。
[0185]
参照图8，根据本公开的示例性实施例的电子设备，包括存储器81和处理器82，所述存储器81上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器82执行时，实现根据本公开的示例性实施例的风力发电机组转速控制方法。
[0186]
在本公开的示例性实施例中，当所述计算机程序被处理器82执行时，可实现以下步骤：
[0187]
获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
[0188]
根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率；
[0189]
根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
[0190]
或者，实现以下步骤：
[0191]
获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；
[0192]
根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率；
[0193]
根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值；
[0194]
计算所述原始变桨速率与所述补偿值之和，得到变桨速率；
[0195]
根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。
[0196]
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0197]
应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0198]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0199]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0200]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种风力发电机组转速控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率；根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率，包括：计算所述实际转速的一阶差分乘以比例控制参数，得到第一数值；计算所述实际转速与所述转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第二数值；计算所述实际转速的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以所述计算周期，得到第三数值；计算所述第一数值、所述第二数值以及所述第三数值之和，得到变桨速率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述风力发电机组的转速设定值与上一计算周期的风力发电机组的转速设定值不同时，所述方法还包括：对所述积分控制参数进行补偿，重新得到所述积分控制参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述积分控制参数进行补偿，重新得到所述积分控制参数，包括：计算目标参数乘以所述比例控制参数后，加上所述积分控制参数，得到目标数值；将所述目标数值确定为所述积分控制参数。5.一种风力发电机组转速控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率；根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值；计算所述原始变桨速率与所述补偿值之和，得到变桨速率；根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率，包括：计算所述实际转速的一阶差分与所述转速设定值的一阶差分之差后，再乘以比例控制参数，得到第四数值；计算所述实际转速与所述转速设定值之差后，再乘以计算周期以及积分控制参数，得到第五数值；计算所述实际转速的二阶差分与所述转速设定值的二阶差分之差后，再乘以微分控制参数并除以所述计算周期，得到第六数值；
计算所述第四数值、所述第五数值以及所述第六数值之和，得到原始变桨速率。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值，包括：计算所述转速设定值的一阶差分乘以比例控制参数，得到第七数值；计算所述转速设定值的二阶差分乘以微分控制参数后，再除以所述计算周期，得到第八数值；计算所述第七数值以及所述第八数值之和，得到补偿值。8.一种风力发电机组转速控制装置，其特征在于，所述装置包括：第一获取单元，用于获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；计算单元，用于根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算变桨速率；控制单元，用于根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。9.一种风力发电机组转速控制装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元，用于获取风力发电机组的实际转速以及所述风力发电机组的转速设定值；第一计算单元，用于根据所述实际转速、所述转速设定值、所述实际转速的一阶差分、所述实际转速的二阶差分、所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例积分微分pid控制参数，计算原始变桨速率；第二计算单元，用于根据所述转速设定值的一阶差分、所述转速设定值的二阶差分以及比例控制参数、微分控制参数，计算补偿值；第三计算单元，用于计算所述原始变桨速率与所述补偿值之和，得到变桨速率；控制单元，用于根据所述变桨速率控制所述风力发电机组调整转速。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器；被配置为存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1至4中的任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤，或者，如权利要求5至7中的任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤。11.一种存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由风力发电机组转速控制装置或者电子设备的处理器执行时，以使所述风力发电机组转速控制装置或者所述电子设备实现如权利要求1至4中的任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤，或者，如权利要求5至7中的任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤。12.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，设备的至少一个处理器从所述存储介质读取并执行所述计算机程序，使得设备执行如权利要求1至4中的任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤，或者，如权利要求5至7中的任一项所述的风力发电机组转速控制方法的步骤。

技术总结
本申请实施例公开了一种风力发电机组转速控制方法、装置及设备，先获取风力发电机组的实际转速以及风力发电机组的转速设定值。进而，根据实际转速、转速设定值、实际转速的一阶差分、实际转速的二阶差分以及比例积分微分PID控制参数，计算变桨速率。根据计算得到的变桨速率控制风力发电机组调整转速。由于计算变桨速率中的各个参数中并不包括转速设定值的一阶差分和二阶差分。如此，转速设定值变化时也不会导致输出的变桨速率大幅波动或者跳变，解决了在转速设定值发生较大变化时，可能存在风力发电机组转速控制异常的技术问题。风力发电机组转速控制异常的技术问题。风力发电机组转速控制异常的技术问题。


技术研发人员：侯春一
受保护的技术使用者：北京金风科创风电设备有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2023/7/4