浙江大学郑松岳获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利控制参数规划的海上风电机组抗台风软切出方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120120188B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510623032.5,技术领域涉及:F03D7/04;该发明授权控制参数规划的海上风电机组抗台风软切出方法及系统是由郑松岳;王立林;王立忠;吴立建;吴松熊;洪义设计研发完成,并于2025-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本控制参数规划的海上风电机组抗台风软切出方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种控制参数规划的海上风电机组抗台风软切出方法及系统,该方法中采用分层式控制框架,包括控制器和规划器,规划器由软切出参考曲线以及非线性模型预测算法组成,用于向所述控制器给定控制参数,参考曲线在切出风速以下保持额定值,超过后遵循双曲线衰减规律,随着风速的增加逐步降低风轮转速和发电功率参考值,从而延长海上风电机组的实际停机风速,非线性模型预测算法根据控制目标对参考值进行补偿;采用本发明的方法可以在高风速条件下实现海上风电机组结构载荷降低和发电功率提升,能够有效保障海上风电机组运行的可靠性和安全性,可降本增效,具有重要的工程应用价值。
本发明授权控制参数规划的海上风电机组抗台风软切出方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种控制参数规划的海上风电机组抗台风软切出方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1,针对固定式、漂浮式海上风电机组建立通用的分层式控制框架,包括控制器和规划器;控制器为工业标准控制器,由叶片变桨控制系统、发电机转矩控制系统构成;规划器由软切出参考曲线以及非线性模型预测算法组成,用于向所述控制器给定控制参数; 步骤2,依据海上风电机组的外部运行环境,设计规划器中所述的软切出参考曲线,以实现:当风速超出切出风速的阈值,随着平均风速的增加平稳地降低风轮转速和发电功率,实现风轮转速和发电功率的软切出,扩展海上风电机组的运行范围; 步骤3,构建描述海上风电机组动态响应的降阶动力学模型,包括传动系统的动力学模型、分别适用于固定式、漂浮式风电机组的塔筒-基础结构系统动力学模型;建立海上风电机组传动系统、塔筒-基础结构系统、以及控制器的状态变量与所述给定控制参数相关联的状态方程; 步骤4,离散化状态方程,实现对海上风电机组运行状态的多步长预测,同时设计所述的非线性模型预测算法用于补偿软切出参考曲线所得控制参数;基于离散化状态方程求解的多步长预测状态值对所述非线性模型预测算法迭代求解,确定控制参数的最优补偿值; 所述控制参数为用于所述叶片变桨控制系统的风轮转速参考值、及用于所述发电机转矩控制系统的发电功率参考值; 所述软切出参考曲线依据实际风电机组的运行环境和自身运行状态进行设计,用于输出与平均风速对应的风轮转速设定值和发电功率设定值,采用双曲线软切出方法:采用滑动窗口法计算平均风速,在其未超过切出风速时,风轮转速设定值保持为标准风轮转速额定值,发电功率设定值保持为标准发电功率额定值;当其超出切出风速时,则风轮转速设定值按下式变化,发电功率设定值按下式变化,其中:代表双曲正切函数;为设定的实际停机风速; 所述非线性模型预测算法对所述软切出参考曲线输出的设定值进行动态补偿以进行结构阻尼调节和减小载荷,其输入是机组实时运行状态和风-浪-流环境参数,通过该模型预测算法迭代求解得到未来N个规划周期的核心控制参数向量序列,,…,,其中向量,为对风轮转速设定值的补偿值,为对发电功率设定值的补偿值;以向量所得补偿值对设定值进行补偿后即得到所述控制器的控制参数和。
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