南京天翮环境科技有限公司张琪获国家专利权
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龙图腾网获悉南京天翮环境科技有限公司申请的专利一种用于风力发电机组的控制器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:CN119042077B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29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:202411548552.6,技术领域涉及:F03D7/00;该发明授权一种用于风力发电机组的控制器是由张琪;杨丽设计研发完成,并于2024-11-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于风力发电机组的控制器在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于风力发电机组的DSP控制器,包括控制策略算法模块和限功率算法模块,控制策略算法模块包括滤波算法单元和控制算法单元。滤波算法单元采用多级有限阶跃响应数字滤波器算法,采用合理的阶数对目标频率不断衰减;控制算法单元采用二次型最优控制算法,提升了原有PID算法的稳定性与响应速度,通过控制叶轮转速的目标转速,实现叶轮转速有效运行在设定目标转速处,降低叶轮转速波动范围与减少叶轮转速超限故障,降低整机极限载荷与疲劳载荷;限功率算法模块将损耗系数优化为一组电网需求功率与损耗系数之间关系的传递函数,有利于风机的限功率算法的精准控制,提高整机对电网调度的响应速率。
本发明授权一种用于风力发电机组的控制器在权利要求书中公布了:1.一种用于风力发电机组的控制器,其特征在于,所述风力发电机组包括主控PLC系统、变流系统和变桨系统,所述控制器为DSP控制器,包括控制策略算法模块和限功率算法模块;所述主控PLC系统向所述控制器发送需求指令,所述控制器通过限功率算法模块将所述主控PLC系统发送的需求指令转换为对应的机械功率,并计算出当前叶轮的设定转速与设定扭矩,并将叶轮的设定转速与设定扭矩发送给所述控制策略算法模块;所述控制策略算法模块包括滤波算法单元和控制算法单元;所述滤波算法单元对叶轮转速中的异常频率进行衰减后,通过控制算法单元计算出叶轮所需扭矩和变桨速率,并通过所述主控PLC系统分别将参考扭矩指令和变桨速率指令发送给所述变流系统和所述变桨系统;通过限功率算法模块将所述主控PLC系统发送的需求指令转换为对应的机械功率,并计算出当前叶轮的设定转速与设定扭矩的具体步骤为:所述限功率算法模块将电网需求功率乘以整机损耗系数KiPi,得到对应的机械功率,该机械功率通过限功率算法计算出当前叶轮的设定转速和设定扭矩,传递给控制策略算法模块中执行;其中,损耗系数KiPi的计算公式如下: Pi表示电网需求功率,KiPi表示电网需求功率Pi的损耗系数,对多组测试数据进行数据拟合,得出损耗系数方程,如下:kiPi=a*Pi+b;式中,a与b为拟合方程的系数;通过该方程可以计算出每一个功率段的损耗系数;通过控制算法单元计算出叶轮所需扭矩和变桨速率的具体步骤为:所述控制算法单元采用二次型最优控制算法,该算法以二次型函数的积分作为性能指标,二次型函数的积分由系统的状态变量和控制变量组成;设系统的控制状态方程为: yt=Ct*xt+Dt*ut;式中,xt为n维向量,ut为r维向量,yt为m维输出向量,At、Bt、Ct、Dt分别为n*n、n*r、n*m、m*r矩阵,二次型性能指标函数为: 式中,F为对称非负定常数矩阵,Q为对称非负定时变矩阵,R为正定对称时变矩阵,解得最优状态反馈方程如下:u*t=R-1t*BTt*Pt*xt;且,式中,Pt为n*n维对称非负矩阵,上述公式为黎卡提矩阵微分方程;将最优状态反馈方程代入状态方程得到线性向量微分方程如下:
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