【技术实现步骤摘要】
本申请涉及风力发电，特别涉及一种大型风电机组的塔架前后振动加阻方法及装置。
技术介绍
1、相关技术中，对大型风点机组的塔架前后振动加阻方法通常在塔架上安装加速度传感器、应变传感器等监测设备，实时获取塔架的振动状态，并将这些监测数据传输给控制器，控制器根据一定的控制算法计算出需要施加的控制力，然后通过执行机构(如电机驱动的变桨系统或附加的作动器等)对塔架施加反向作用力，以抑制振动。
2、然而，相关技术中，一方面，恶劣的环境会影响传感器的可靠性与耐久性，易出现性能下降、损坏故障等问题，导致数据不准，增加运维成本与停机时间，且数据传输易受干扰、处理难度大；另一方面，实际工况复杂多变，对应的系统复杂性高，算法适应性不足，且成本增加，故障风险点多，亟待改进。
技术实现思路
1、本申请提供一种大型风电机组的塔架前后振动加阻方法及装置方法及装置，以解决相关技术中，由于环境恶劣导致传感器性能下降，从而使得传输数据不准，且系统复杂性高但算法适应性不足，以致不易实施、成本高等问题。
2、本申请第一方面实施例提供一种大型风电机组的塔架前后振动加阻方法，包括以下步骤：基于预先建立的考虑塔架前后振动的风电机组建立非线性模型，获取塔架前后振动二阶动态方程的等效加阻分析结果；根据所述等效加阻分析结果获取不同转速下的塔架振动峰值频率；根据所述塔架振动峰值频率生成用于塔架加阻的附加变桨速率，以利用所述附加变桨速率进行振动加阻。
3、通过上述技术方案，本申请实施例可以基于建立的非线
4、可选地，在本申请的一个实施例中，所述利用所述附加变桨速率进行振动加阻，包括：将所述附加变桨速率与用于控制转速的基准变桨速率相加，以生成总变桨速率指令值。
5、通过上述技术方案，本申请实施例可以通过将附加变桨速率与用于控制转速的基准变桨速率相加来生成总变桨速率指令值，有效地整合不同变桨速率的。一方面，附加变桨速率的加入为系统带来了额外的调节因素，可更加精准地适应不同的工况需求，另一方面，相加的方式相对简单直接，易于在现有的变桨速率控制体系中实施，能够在不彻底改变原有基准变桨速率控制逻辑的基础上，快速实现对振动加阻功能的添加，从而提高整个系统在应对振动时的稳定性和可靠性。
6、可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述塔架振动峰值频率生成用于塔架加阻的附加变桨速率，包括：将所述塔架振动峰值频率的至少一个中心频率和至少一个剪切频率分别输入预设比例谐振控制器，以输出所述附加变桨速率。
7、通过上述技术方案，本申请实施例可以将塔架振动峰值频率的中心频率和剪切频率作为输入，准确地针对塔架振动的关键特性进行响应，使用比例谐振控制器输出附加变桨速率，借助控制器的预设比例和谐振功能，可以对输入的频率进行精确的处理和转换，从而生成更为合适、有效的附加变桨速率，有助于提高对塔架加阻的效果，增强塔架在运行过程中的稳定性，减少因振动可能带来的风险和损耗。
8、可选地，在本申请的一个实施例中，所述风电机组建立非线性模型的表达式为：
9、
10、其中，ωr为风轮转速，ta为气动转矩，te为发电机电磁转矩，xt为塔顶位移，β为统一桨距角，v0为风轮有效风速，g为齿轮箱的变比，j为等效转动惯量，mt为塔架的等效模态质量，ct为塔架的结构阻尼，kt为塔架的弯曲刚度，fa为气动推力，即风轮作用于塔架顶端的轴向力，f1为等效到塔架顶端的波浪载荷作用力，f2为等效到塔顶的来自风直接作用于塔架的气动力，tac为变桨距执行器的时间常数，β*为变桨距控制器的输出指令值。
11、通过上述技术方案，本申请实施例可以精准呈现风电机组实际运行的际运行的复杂动态特性，涵盖关键自由度及相互耦合关系，精确模拟气动推力和转矩等非线性因素，利于优化功率跟踪、提升发电效率。
12、可选地，在本申请的一个实施例中，所述附加变桨速率的计算公式为：
13、
14、其中，为第i个比例谐振控制器的输出附加变桨速率，ωci为输入第i个比例谐振控制器的剪切频率，ωi为输入第i个比例谐振控制器的中心频率，xt为塔顶位移，kpi为比例控制增益，kri为谐振控制增益。
15、通过上述技术方案，本申请实施例的附加变桨速率计算公式基于塔架前后振动系统特性及相关分析得出，与塔架前后振动加速度成比例关系，使得通过监测振动加速度就能方便地计算出附加变桨速率，为实现精准的振动控制提供了直接有效的手段。
16、本申请第二方面实施例提供一种大型风电机组的塔架前后振动加阻装置，包括：第一获取模块，用于基于预先建立的考虑塔架前后振动的风电机组建立非线性模型，获取塔架前后振动二阶动态方程的等效加阻分析结果；第二获取模块，用于根据所述等效加阻分析结果获取不同转速下的塔架振动峰值频率；振动加阻模块，用于根据所述塔架振动峰值频率生成用于塔架加阻的附加变桨速率，以利用所述附加变桨速率进行振动加阻。
17、通过上述技术方案，本申请实施例可以基于建立的非线性模型和等效加阻分析结果获取塔架振动峰值频率，进而生成附加变桨速率进行振动加阻，有效抑制塔架前后振动，增强塔架稳定性，减少因振动导致的疲劳载荷，从而降低风电机组的运维成本并延长其使用寿命。
18、可选地，在本申请的一个实施例中，所述振动加阻模块，包括：生成单元，用于将所述附加变桨速率与用于控制转速的基准变桨速率相加，以生成总变桨速率指令值。
19、通过上述技术方案，本申请实施例可以通过将附加变桨速率与用于控制转速的基准变桨速率相加来生成总变桨速率指令值，有效地整合不同变桨速率的。一方面，附加变桨速率的加入为系统带来了额外的调节因素，可更加精准地适应不同的工况需求，另一方面，相加的方式相对简单直接，易于在现有的变桨速率控制体系中实施，能够在不彻底改变原有基准变桨速率控制逻辑的基础上，快速实现对振动加阻功能的添加，从而提高整个系统在应对振动时的稳定性和可靠性。
20、可选地，在本申请的一个实施例中，所述振动加阻模块，包括：输出单元，用于将所述塔架振动峰值频率的至少一个中心频率和至少一个剪切频率分别输入预设比例谐振控制器，以输出所述附加变桨速率。
21、通过上述技术方案，本申请实施例可以将塔架振动峰值频率的中心频率和剪切频率作为输入，准确地针对塔架振动的关键特性进行响应，使用比例谐振控制器输出附加变桨速率，借助控制器的预设比例和谐振功能，可以对输入的频率进行精确的处理和转换，从而生成更为合适、有效的附加变桨速率，有助于提高对塔架加阻的效果，增强塔架在运行过程中的稳定性，减少因振动可能带来的风险和损耗。
22、可选地，在本申请的一个实施例中，所述风电机组建立非线性模型的表达式为：
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【技术保护点】
1.一种大型风电机组的塔架前后振动加阻方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述附加变桨速率进行振动加阻，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述塔架振动峰值频率生成用于塔架加阻的附加变桨速率，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风电机组建立非线性模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述附加变桨速率的计算公式为：
6.一种大型风电机组的塔架前后振动加阻装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述振动加阻模块，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的大型风电机组的塔架前后振动加阻方法。
9.一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，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的大型风电机组的塔架
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行，以用于实现如权利要求1-5中任一项所述的大型风电机组的塔架前后振动加阻方法。
...【技术特征摘要】
1.一种大型风电机组的塔架前后振动加阻方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述附加变桨速率进行振动加阻，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述塔架振动峰值频率生成用于塔架加阻的附加变桨速率，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风电机组建立非线性模型的表达式为：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述附加变桨速率的计算公式为：
6.一种大型风电机组的塔架前后振动加阻装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿华，李佳奇，杨娟霞，刘映含，杜康，姚世刚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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