風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng) 轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)電機(jī)組的安全可靠運行依賴于良好的變速控制和變槳控制，而機(jī)組轉(zhuǎn)速控制器 和變速控制器控制性能的優(yōu)劣與否，很大程度上取決于機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的精確程 度；同時對機(jī)組旋轉(zhuǎn)動能的估算，也依賴于機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量的準(zhǔn)確度。
[0003] 然而，由于風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)龐大，風(fēng)速具有隨機(jī)性，導(dǎo)致機(jī)組的氣動轉(zhuǎn)矩難以保持恒 定，因此無法采用常規(guī)的方法(如三線擺測量法、扭擺測量法等）對風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動 慣量進(jìn)行實際的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 綜上所述，確有必要提供一種能夠有效解決風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量無法進(jìn)行實際測量 的問題。
[0005] -種風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，包括以下步驟：設(shè)置傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動 慣量的初始參考值蒙+;建立傳動鏈機(jī)械特性方程
，其中為機(jī)組 轉(zhuǎn)速，e；為擾動項，％為齒輪箱變比，％為發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；對擾動項G進(jìn)行觀測，觀測結(jié) 果表示為ft;步驟4,檢測擾動項If的觀測結(jié)果a中頻率為，的分量的幅值，并記為; 在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩中加入頻率為，的正弦信號AT； ，$為幅值；檢測在電磁 轉(zhuǎn)矩中加入正弦信號后觀測結(jié)果中頻率為，的分量的幅值，并記為《；以及計算傳動 系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量龍
[0006] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，通過將 風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩項以外的部分看成擾動，并采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器對該項擾動進(jìn)行觀測， 擾動項中包含對轉(zhuǎn)動慣量的估計誤差，在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩中加入一定幅值的正弦信號，然 后檢測擾動項中相應(yīng)頻率分量幅值的變化程度，進(jìn)而可以計算出機(jī)組實際轉(zhuǎn)動慣量值。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明實施例提供的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法的流程圖。
[0008] 圖2為圖1所示方法中擾動觀測及相應(yīng)頻率分量幅值檢測示意圖。
【具體實施方式】
[0009] 下面根據(jù)說明書附圖并結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)表述。
[0010] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0011] 請一并參閱圖1及圖2,本發(fā)明實施例提供的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取 方法，主要包括如下步驟： 步驟1 :設(shè)置傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的初始參考值：P。
[0012] 所述初始參考值_作為狀態(tài)觀測器的一個基本參量，在狀態(tài)觀測器收斂的情況 下，該初始值的選取對最后的計算結(jié)果并沒有影響，優(yōu)選的，所述傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的初始 參考值P選取大于0的值，以與實際的轉(zhuǎn)動慣量的符號相一致。
[0013] 步驟2 :建立傳動鏈機(jī)械特性方丨
其 中：_為機(jī)組轉(zhuǎn)速，每為氣動轉(zhuǎn)矩，7為傳動鏈機(jī)械損耗，％為齒輪箱變比，,為發(fā)電機(jī) 電磁轉(zhuǎn)矩，《為機(jī)組機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量。
[0014] 其中，將
誡擾動，表示為d， 則所述傳動鏈機(jī)械特性方程表達(dá)為：
[0015] 步驟3 :對擾動項|f進(jìn)行觀測，觀測結(jié)果表示為f。
[0016]所述擾動項g的觀測方式可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，本實施例中，所述擾動項 的觀測方式采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器?？梢岳斫猓鰯_動項的觀測方式僅為具體的實施例，只 要能夠得到擾動項g的值的方法就可以，所述擴(kuò)張狀態(tài)觀測器只是作為獲得擾動項g的 值一個具體手段。
[0017] 步驟4 :檢測擾動項G的觀測結(jié)果G中頻率為螂的分量的幅值，并記為。
[0018] 所述崎的分量的幅值可采用常規(guī)的檢波技術(shù)即可，對擾動項|『乘以一相同頻率 的信號就能得到相應(yīng)頻率信號的幅值。
[0019] 步驟5 :在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩1；中加入頻率為呵的正弦信號_ATf =也111(~)，j為 幅值。
[0020] 步驟6 :檢測在電磁轉(zhuǎn)矩中加入正弦信號后觀測結(jié)果Q中頻率為叫的分量的幅 值，并記為么。
[0021] 對機(jī)組擾動的觀測及相應(yīng)頻率分量幅值的檢測見圖2。
[0022] 步驟7 :計算傳動系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量J。
[0023] 當(dāng)f _時，在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩中加入正弦信號后，擾動項將 存在幅度為(j-，頻率為_的項； 因此傳動系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量龍的公式如下： 由上式可計算出機(jī)組的機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量$;
步驟8 :改變頻率呵、正弦信號AS 的幅值立和慣量初始值^，重復(fù)上述步 驟（1-7 )步驟，對所得到的轉(zhuǎn)動慣量取平均值。
[0024] 本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，通過將風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩 項以外的部分看成擾動，并采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器對該項擾動進(jìn)行觀測，擾動項中包含對轉(zhuǎn) 動慣量的估計誤差，在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩中加入一定幅值的正弦信號，然后檢測擾動項中相 應(yīng)頻率分量幅值的變化程度，進(jìn)而可以計算出機(jī)組實際轉(zhuǎn)動慣量值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā) 明可實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的現(xiàn)場提取，且不受外部風(fēng)速的影響，不需增加成本 投入，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0025] 另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當(dāng)然這些依據(jù)本發(fā)明精 神所作的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，包括以下步驟： 步驟1，設(shè)置傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的初始參考值￥ ; 步驟2，建立傳動鏈機(jī)械特性方程，其中：〇為機(jī)組轉(zhuǎn)速，為 擾動項，％為齒輪箱變比，g為發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩； 步驟3,對擾動項G進(jìn)行觀測，觀測結(jié)果表示為Q; 步驟4,檢測擾動項e；的觀測結(jié)果a中頻率為，的分量的幅值，并記為g; 步驟5,在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Te中加入頻率為叫的正弦信號AT； =」4sm(郵），』為幅值； 步驟6,檢測在電磁轉(zhuǎn)矩中加入正弦信號后觀測結(jié)果g中頻率為叫的分量的幅值，并 記為S;以及 步驟7,計算傳動系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量_ :2. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，其特征在于，所述述 傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的初始參考值滎選取大于〇的值。3. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，其特征在于，所述擾 動項G為：其中，A為氣動轉(zhuǎn)矩，為傳動鏈機(jī)械損耗。4. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，其特征在于，當(dāng) p丨丨時，在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩中加入正弦信號47；=山111 (郵）后，擾動項g存在幅度為頻率為％的項。5. 如權(quán)利要求4所述的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，其特征在于，進(jìn)一步 包括改變頻率狗、正弦信號^$ 的幅值和轉(zhuǎn)動慣量初始參考值爹*，重復(fù)上述 步驟（1-7 )步驟，對所得到的轉(zhuǎn)動慣量取平均值。6. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，其特征在于，對所述 ，的分量的幅值采用檢波技術(shù)。7. 如權(quán)利要求1所述的風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，其特征在于，對擾動 項|f乘以一相同頻率的信號得到相應(yīng)頻率信號的幅值。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的獲取方法，包括以下步驟：設(shè)置傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的初始參考值？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？；建立傳動鏈機(jī)械特性方程，其中：為機(jī)組轉(zhuǎn)速，為擾動項，為齒輪箱變比，為發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩；對擾動項進(jìn)行觀測，觀測結(jié)果表示為；步驟4，檢測擾動項的觀測結(jié)果中頻率為的分量的幅值，并記為；在發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩Te中加入頻率為的正弦信號，為幅值；檢測在電磁轉(zhuǎn)矩中加入正弦信號后觀測結(jié)果中頻率為的分量的幅值，并記為；以及計算傳動系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)動慣量。
【IPC分類】F03D11/02, F03D7/00
【公開號】CN105089946
【申請?zhí)枴緾N201510279161
【發(fā)明人】高峰, 喬穎, 魯宗相, 張爽, 阮佳陽, 焦龍, 王蓓
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學(xué)研究院, 清華大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月28日