基于線性二次型積分調節器的風電機組功率載荷協同變槳控制

鐘 鳴，翟 寅，付曉藝

（1.內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司，呼和浩特 010020；2.內蒙古自治區電力系統智能化電網仿真企業重點實驗室，呼和浩特 010020；3.內蒙古電力（集團）有限責任公司烏蘭察布供電分公司，內蒙古 烏蘭察布 012000）

0 引言

風電機組控制策略可分為功率控制和載荷控制[1]。額定風速以下的功率控制目標是實現最大功率跟蹤，而額定風速以上的功率控制目標是實現恒功率控制[2]。載荷控制可以優化風電機組在運行過程中的載荷[3]。恒功率控制過程中，通常轉矩控制器保持電磁轉矩恒定，通過變槳控制器調節槳距角調節轉速，使機組維持在額定功率。在載荷控制中，可基于力、力矩或加速度傳感器，設計出合適增益的變槳控制器來減輕塔架載荷[4]。也就是說，風電機組在恒功率運行階段，變槳控制器需完成風輪轉速控制和塔架載荷控制兩項任務。

獨立變槳控制可實現功率與葉片載荷的協調優化，在大型風電機組中有較多研究[5]。集中變槳控制可以調控風輪轉速與塔架載荷，通常采用比例積分（Proportion Interation，PI）控制與阻尼增益控制回路疊加的設計結構[6-7]。然而兩個回路的高度耦合導致控制參數設計存在矛盾。因此學者們基于博弈論、多準則決策等多目標優化方法進行控制器參數尋優，從而實現了功率載荷控制響應的平衡優化[8-9]，文獻[10]提出基于動態反演方法的非線性槳距控制策略，提高了轉速控制性能，降低了塔架載荷。……