专利汇可以提供风力发电机组基于激光雷达前馈测风的独立变桨控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 风 力 发 电机 组基于 激光雷达 前馈测风的独立变桨控制方法,在每只桨叶上安装一个望远镜用来观测来流风速,它与 轮毂 内的激光雷达系统通过光纤相连接,构成望远镜雷达系统;估计出平行于轮毂轴线的风速uh,est,i是由望远镜雷达系统的测量结果得到,它被用作补偿由风剪切和 偏航 误差造成 叶轮 气动 力 不平衡 载荷 的控制前馈输入量;根据估算出的与轮毂轴线相平行的三支桨叶的风速,经过Park变换或者Coleman变换成风速场的 正交 双分量,从风速场的双分量经双输入双输出 控制器 得到桨距作用场,桨距作用场的两个正交桨叶 角 度经Park逆变换最终得到三支桨叶独立的桨叶角度扰动量,送给变桨执行机构执行。本发明不仅使 硬件 可靠性有了保证,也发挥了激光雷达前馈控制的优越性。,下面是风力发电机组基于激光雷达前馈测风的独立变桨控制方法专利的具体信息内容。
1.风力发电机组基于激光雷达前馈测风的独立变桨控制方法,其特征在于:
首先,在风力发电机组的每只桨叶上安装一个望远镜用来观测来流风速,它与安装在风力发电机组的轮毂中的激光雷达系统通过光纤相连接,构成望远镜雷达系统,实现在测得每只桨叶近叶轮平面的风速同时,也不存在大的测量角,从而避免桨叶的有效风速与测量风速之间的相关性下降;
定义第i个桨叶的视向风速ulos,i如下:
其中单点的测量值up,i(a)为:
式中,i为每只桨叶的编号,F为焦点距离,a为沿光束的范围,[uh,i vh,i wh,i]为轮毂旋转坐标系下沿着激光束方向风速矢量, 为轮毂固定坐标系下安装在桨叶
上望远镜位置点的线速度矢量,[lx,h,i ly,h,i lz,h,i]为轮毂旋转坐标系下激光束的标准矢量;W(F,a)为权重函数,定义如下:
式中,RR为瑞利长度,公式(1)中的amin、amax为沿着光束的最小、最大射程,为了激光雷达实现应用,这些值的选取参考 其中W(F,F)为焦点距离为0时的权重值;
假定vh,i,wh,i方向分量接近于0,平行于轮毂轴线的有效风速uh,est,i能够用下式计算得到:
叶轮平面上的一阶、非对称风速场能够被线性化,并通过两个相互垂直的分量描述;桨叶载荷与风速紧密相关,因此,对风速场的线性化表述也适用于载荷作用场;桨叶任意瞬时的载荷能够被视为其在载荷作用场对应位置的采样值,同样地,桨叶任意瞬时的有效风速也能够被视为其在风速场对应位置的采样值;此外,用来补偿由于风剪切和偏航误差造成叶轮气动力不平衡的附加变桨动作也能够表述为覆盖叶轮扫略平面的桨距作用场,而桨叶所需的附加变桨动作则通过其对桨距作用场对应位置采样获得;由于风速场能够描述为两个垂直的分量,所以这里从风速场到桨距作用场只需要一个双输入双输出控制器;
因此,估计出平行于轮毂轴线的风速uh,est,i是由望远镜雷达系统的测量结果得到,它被用作补偿由风剪切和偏航误差造成叶轮气动力不平衡载荷的控制前馈输入量;而后根据望远镜雷达系统估算出的与轮毂轴线相平行的三支桨叶的风速(uh,est,1,uh,est,2,uh,est,3),经过Park变换或者Coleman变换成风速场的正交双分量(utilt,uyaw),从风速场的双分量经双输入双输出控制器得到桨距作用场,桨距作用场的两个正交桨叶角度(βtilt,βyaw)经Park逆变换最终得到三支桨叶独立的桨叶角度扰动量(β1,β2,β3),送给变桨执行机构执行。
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