用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法和相关装置与流程

1.本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法和相关装置。


背景技术：

2.临界风速下的塔架的振荡振幅取决于风力发电机塔架的结构阻尼。如果没有向风力发电机塔架添加额外的阻尼，那么振荡可能会导致风力发电机塔架的严重偏转。这可能导致结构损坏和/或导致对风力发电机塔架中的设备或人员的损坏。
3.为了避免上述问题，相关技术中通过多转子风力发电机上的每一个转子对应的机舱单元的变桨动作来实现基于变桨的塔架阻尼。具体地，通过中央控制单元来测量塔架振动(加速度或速度)，然后计算多转子发电机中每个转子对应的机舱单元的控制基准，最后将控制基准发送给对应的机舱单元进而实现变桨动作。
4.但是，该种方式多转子风力发电机的制造成本较高，可靠性较低。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本技术提供一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法和相关装置，从而降低多转子风力发电机的制造成本，提高可靠性。
6.基于此，本技术实施例公开了如下技术方案：
7.一方面，本技术实施例提供一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，所述系统包括：与多转子中的每个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器，以及所述多个转子共用的公共振动传感器；
8.所述公共振动传感器，用于采集的所述多转子风力发电机的振动数据；
9.所述独立控制器，用于根据所述振动数据和独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据，根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼；其中，所述目标系数是根据所述多转子风力发电机的横梁长度中所述多转子风力发电机的塔架的交点与所述独立转子的距离确定的，所述独立转子为所述多个转子中的一个转子；
10.所述独立变桨执行器，用于根据所述目标塔架阻尼执行变桨动作。
11.可选的，所述公共振动传感器，还用于采集偏航角，其中，所述偏航角为侧向与所述横梁的夹角，所述侧向与前后向相垂直，并且所述前后向与风向对应；
12.所述独立控制器，还用于根据所述偏航角、所述振动数据和所述独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据。
13.可选的，所述多转子风力发电机的转子包括第一转子和第二转子，所述交点与所述第一转子的距离为第一距离，所述交点与所述第二转子的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之和为所述横梁的长度，所述系统还包括系数确定单元，用于：
14.根据所述第二距离与所述横梁的长度确定所述第一转子对应的第一目标系数；
15.根据所述第一距离与所述横梁的长度确定所述第二转子对应的第二目标系数。
16.可选的，若所述第一距离等于所述第二距离，所述第一目标系数与所述第二目标系数均为二分之一。
17.可选的，所述振动数据包括前后向加速度、前后向速度、侧向加速度和侧向速度，侧向与前后向垂直，所述目标振动数据包括对应于每个转子的目标前后向加速度、目标前后向速度、目标侧向加速度和目标侧向速度。
18.可选的，所述独立控制器，用于：
19.根据所述目标前后向加速度、所述目标前后向速度、加权因子和前后向阻尼分量增益确定所述每个转子对应的前后向阻尼分量；
20.根据目标侧向加速度、侧向阻尼分量增益、偏航角和所述独立转子包括的叶片之间的角度确定所述独立转子对应的侧向阻尼分量；其中，所述偏航角为所述侧向与所述横梁的夹角；
21.根据所述前后向阻尼分量和所述侧向阻尼分量确定所述每个转子对应的目标塔架阻尼。
22.可选的，所述风力发电机用于海上风力发电，所述系统还包括速度确定单元，用于：
23.根据所述前后向加速度、塔架模型和振荡驱动力确定前后向速度；
24.根据所述风力发电机引起的风浪产生的力确定侧向速度。
25.另一方面本技术提供了一种基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法，应用于基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，所述系统包括与多转子中的每个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器，以及所述多个转子共用的公共振动传感器，所述方法包括：
26.获取所述公共振动传感器采集的所述多转子风力发电机的振动数据；
27.通过所述独立控制器，根据所述振动数据和独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据；其中，所述目标系数是根据所述多转子风力发电机的横梁长度中所述多转子风力发电机的塔架的交点与所述独立转子的距离确定的，所述独立转子为所述多个转子中的一个转子；
28.根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼，以便所述独立变桨执行器根据所述目标塔架阻尼执行变桨动作。
29.可选的，所述通过所述独立控制器，根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼，包括：
30.根据通过所述公共振动传感器采集的偏航角、所述振动数据和所述独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据；其中，所述偏航角为侧向与所述横梁的夹角，所述侧向与前后向相垂直，并且所述前后向与风向对应。
31.可选的，所述多转子风力发电机的转子包括第一转子和第二转子，所述交点与所述第一转子的距离为第一距离，所述交点与所述第二转子的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之和为所述横梁的长度，所述方法还包括：
32.根据所述第二距离与所述横梁的长度确定所述第一转子对应的第一目标系数；
33.根据所述第一距离与所述横梁的长度确定所述第二转子对应的第二目标系数。
34.可选的，若所述第一距离等于所述第二距离，所述第一目标系数与所述第二目标系数均为二分之一。
35.另一方面本技术提供了一种计算机设备，所述设备包括处理器以及存储器：
36.所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
37.所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述方面所述的方法。
38.另一方面本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述方面所述的方法。
39.另一方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述方面所述的方法。
40.相对于现有技术，本技术上述技术方案的优点在于：
41.本技术提供的了一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，在该塔架阻尼控制系统中，包括多个转子共用的公共传感器、每一个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器。由于不同转子所处的横梁长度可能不同，其受力程度不同，其感受到的振动大小也不同。以多个转子中的一个转子(在本实施例中，可以称为独立转子)为例，独立转子所对应的目标振动数据当是根据多转子风力发电机的振动数据进行缩放得到的，目标系数表征缩放程度，根据多转子风力发电机的横梁长度中多转子风力发电机的塔架的交点与独立转子的距离确定。独立控制器在通过公共振动传感器采集多转子风力发电机的振动数据后，根据振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据，根据该目标振动数据确定的该独立转子对应的目标塔架阻尼，以便独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作。由此，每个转子根据所需的目标塔架阻尼执行变桨动作，无需多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统具备中央控制单元，降低了风力发电机的制造成本，同时降低了内部的电缆连接，提高了风力发电机的可靠性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
43.图1为本技术实施例提供的双转子风力发电机的示意图；
44.图2为本技术实施例提供的一种用于图1所示双转子风力发电机的塔架阻尼控制系统的示意图；
45.图3为本技术实施例提供的图1所示双转子风力发电机的俯视图；
46.图4为本技术实施例提供的一种基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法的流程图；
47.图5为本技术实施例提供的一种计算机设备的结构图。
具体实施方式
48.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
49.为了避免塔架的振荡，相关技术采用的方式，通过中央控制单元来测量塔架振动(加速度或速度)，然后计算多转子发电机中每个转子对应的机舱单元的控制基准，最后将控制基准发送给对应的机舱单元，进而控制每个转子的变桨动作。但是，该种方式需要集中控制单元、每个转子对应的控制单元等，导致控制单元较多，会增加多转子风力发电机的制造成本，而且需要连接传感器或测量设备，增加了多转子风力发电机内部的电缆连接，降低了多转子风力发电机整体运行的可靠性。
50.基于此，本技术实施例提供了一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，无需多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统具备中央控制单元，降低了风力发电机的制造成本，同时降低了内部的电缆连接，提高了风力发电机的可靠性。
51.其中，多转子风力发电机是具有两个及两个以上转子的风力发电机。以双转子风力发电机为例，参加图1，该图为本技术实施例提供的双转子风力发电机的示意图，双子风力发电机100包括第一转子111和第二转子112、塔架120及横梁130，其中，第一转子111和第二转子112安装在横梁130的两端，通过塔架120进行支撑。可以理解的是，横梁不仅可以仅由单个横梁构成，还可以为三角形横梁结构，本技术对此不做具体限定。进一步，具有相关结构的更为复杂的双转子风力发电机的原理也包摄在本技术在此所描述的图1的示意图的原理的描述下，在此不做具体限定。
52.在一个多转子风力发电机中具备至少一套塔架阻尼控制系统，在一套塔架阻尼控制系统中，每个转子分别对应独立控制器和独立变桨执行器，以及多个转子共用的公共振动传感器。
53.继续以双转子风力发电机为例，参见图2，该图为本技术实施例提供的一种用于图1所示双转子风力发电机的塔架阻尼控制系统的示意图。该塔架阻尼控制系统200包括第一转子111对应的独立控制器201和第一转子111对应的独立变桨执行器202，第二转子112对应的独立控制器203和第二转子112对应的独立变桨执行器204，以及第一转子和第二转子共用的公共振动传感器205。
54.下面对公共振动传感器、独立控制器和独立变桨器分别进行说明。
55.公共振动传感器用于采集多转子风力发电机的振动数据，以便每个转子根据该振动数据确定其对应的目标振动数据，进而确定其对应的塔架阻尼，从而执行变桨动作。
56.作为一种可能的实现方式，公共振动传感器可以将采集的振动数据发送给每一个转子对应的独立控制器，或者可以由每个转子对应的独立控制器主动从公共振动传感器获取，又或者公共振动传感器采集振动数据后，将其存储至存储设备中，以便每个转子对应的独立控制器从存储设备中获取，本技术对此不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
57.由于不同转子所处的横梁长度不同，其受力程度不同，其感受到的振动大小也不同，进而所需调节的塔架阻尼不同。以多个转子中的一个转子，在本实施例中，可以称为独
立转子为例，独立转子所对应的振动数据为目标振动数据，目标振动数据应当是根据多转子风力发电机的振动数据进行缩放得到的，根据独立转子所处横梁的长度不同，其对应的缩放程度也是不同的。
58.其中，系数(scaling factors)用于表征上述所述的缩放程度，该缩放程度是根据多转子风力发电机的横梁长度中多转子风力发电机的塔架交点与独立转子的距离确定的，多转子风力发电机的塔架交点是塔架在支撑度转子风力发电机与横梁形成的交点。作为一种可能的实现方式，系数可以预先存储在其对应转子的独立控制器中，还可以在独立控制器有需要时进行获取，本技术对此不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。作为一种可能的实现方式，每个转子对应的系数之和为1。
59.独立转子对应的独立控制器根据公共传感器采集的振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据后，根据目标振动数据确定独立转子对应的目标塔架阻尼，使得独立转子对应的独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作，从而避免出现振荡导致的风力发电机塔架的严重偏转的问题。
60.作为一种可能的实现方式，独立控制器可以包括两个功能，分别由分路器(decentralizer)和塔架阻尼器(tower damper)实现，其中，分路器用于根据公共传感器采集的振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据。塔架阻尼器用于根据目标振动数据确定独立转子对应的目标塔架阻尼，使得目标塔架阻尼作为独立变桨执行器的变桨参考，以补偿测量的塔架振荡/振动。
61.继续参见图2，独立控制器201还包括分路器2011和塔架阻尼器2012，独立控制器203还包括分路器2031和塔架阻尼器2032。
62.需要说明的是，独立控制器不限于此，也可以有实现相同效果的其他模块设置。此时应该注意到虽然独立控制器已经被描述为分离的分路器和塔架阻尼器，但是这并非旨在将具体物理结构赋予模块。例如，独立控制器可以是分离的固件单元、或独立控制器可以是实施在共同处理平台上的单独功能软件单元，如运行控制软件的计算机或可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)。示例性地，上述分路器和上述塔架阻尼器通过运行软件的计算机或可编程逻辑控制器的虚拟模块实现。然而，上述分路器和塔架阻尼器可以根据工程需要以虚拟模块或者实体装置的形式实现，在此不做具体限定。
63.由上述技术方案可知，一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，在该塔架阻尼控制系统中，包括多个转子共用的公共传感器、每一个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器。由于不同转子所处的横梁长度可能不同，其受力程度不同，其感受到的振动大小也不同。以多个转子中的一个转子(在本实施例中，可以称为独立转子)为例，独立转子所对应的目标振动数据当是根据多转子风力发电机的振动数据进行缩放得到的，目标系数表征缩放程度，根据多转子风力发电机的横梁长度中多转子风力发电机的塔架的交点与独立转子的距离确定。独立控制器在通过公共振动传感器采集多转子风力发电机的振动数据后，根据振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据，根据该目标振动数据确定的该独立转子对应的目标塔架阻尼，以便独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作。由此，每个转子根据所需的目标塔架阻尼执行变桨动作，无需多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统具备中央控制单元，降低了风力发电机的制造成本，同时降低了内部的电缆连接，提高了风力发电机的可靠性。
64.作为一种可能的实现方式，当多转子风力发电机处于非静态的条件下，会出现即使独立变桨器根据目标塔架阻尼执行变桨动作，但是，多转子风力发电机还会出现轻微的振动的问题。其中，静态的条件是指风速长期不变。
65.经过分析发现，当风速发生变化时，会导致风速与前后向产生偏差，进而确定出的目标塔架阻尼会出现轻微偏差。基于此，公共振动传感器还用于采集偏航角。其中，偏航角为侧向(side side)与横梁的夹角，侧向与前后向((fore aft side)垂直，该前后向与风向对应。
66.参见图3，该图为本技术实施例提供的图1所示双转子风力发电机的俯视图。在图3中，a轴是前后向，遵循实际风向，b轴是侧向，前后向与侧向垂直，a轴与b轴垂直，构成塔架振动坐标系。d轴是横梁所在轴，c轴与d轴垂直，构成偏航坐标系。
67.独立变桨控制器可以进行平面内(侧向)阻尼和平面外(前后阻尼)，如果转子横梁支撑结构与风向不垂直，则该转子的阻尼方向将与测量的运动方向不匹配，此时，b轴和d轴会产生偏航角(yaw angle)ψ。
68.基于此，独立控制器，还用于根据偏航角、振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据。由此，避免了偏航角导致的目标振动数据不准确的问题，提高了目标塔架阻尼的准确性，克服了多转子风力发电机出现轻微的振动的问题。
69.为了方便说明，下面继续结合图1和图2，当存在偏航角时，对本技术实施例提供的一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统进行说明。
70.公共振动传感器205，用于采集双转子风力发电机100产生的振动数据以及偏航角ψ。本技术实施例不具体限定公共传感器的位置，其能够采集到针对于多转子风力发电机的振动数据即可，例如，将公共传感器205放置在双转子风力发电机的塔架的顶端。
71.作为一种可能的实现方式，振动数据可以包括前后向加速度(fore aft acceleration)a
fa
、前后向速度(fore aft velocity)v
fa
、侧向加速度(side side acceleration)a
ss
和侧向速度(side side velocity)v
ss
。
72.由于独立控制器203和独立控制器201的功能相同，独立变桨执行器204和独立变桨执行器202的功能相同，下面以独立控制器201和独立变桨执行器202为例进行说明，即将第一转子111作为独立转子进行说明。
73.独立控制器201，用于在获取由公共振动传感器205采集的振动数据后，根据振动数据、第一转子111对应的目标系数ρ1和偏航角ψ确定第一转子111对应的目标振动数据，并根据目标振动数据确定第一转子对应的目标塔架阻尼。
74.由于存在偏航角ψ，故需要将基于塔架振动坐标系的振动数据转换为基于偏航坐标系的数据。具体如下：
[0075][0076][0077]
其中，在塔架振动坐标系中，振动数据包括前后向加速度a
fa
、前后向速度v
fa
、侧向加速度a
ss
和侧向速度v
ss
，在偏航坐标系中，振动数据包括前后向加速度侧向加速度
前后向速度侧向速度
[0078]
由于不同转子所处的横梁长度不同，其受力程度不同，其感受到的振动大小也不同，故而，转子所对应的振动数据应当是根据多转子风力发电机的振动数据进行缩放，在本实施例中，可以根据双转子风力发电机100的振动数据和第一转子111对应的目标系数ρ1确定第一转子111对应的目标振动数据。
[0079]
在继续介绍独立控制器201的功能之前，先介绍系数确定单元，该系数确定单元用于确定每个转子对应的系数，可以内置与独立控制器内，也可以置于独立控制器外，本技术对此不做具体限定。
[0080]
下面对系数确定单元确定第一转子111对应的第一目标系数ρ1以及第二转子112对应的第二目标系数ρ2进行说明。其中，示例性地，ρ1+ρ2＝1。
[0081]
系数确定单元，用于根据第二距离与横梁的长度确定第一转子对应的第一目标系数；根据第一距离与横梁的长度确定第二转子对应的第二目标系数。
[0082]
其中，第一转子111距离交点m的距离为第一距离，可以表示为b1，第二转子112距离交点m的距离为第二距离，可以表示为b2。横梁的长度为第一距离与第二距离之和，可以表示为b1+b2。
[0083]
由此，第一目标系数ρ1以及第二目标系数ρ2可以表示为下式：
[0084][0085][0086]
作为一种可能的实现方式，若第一距离等于第二距离，则第一目标系数与第二目标系数均为二分之一，即此时，对于双转子风力发电机而言，属于一种较为高效的设计。
[0087]
下面继续对独立控制器201进行说明，可以理解的是，以第一转子111作为独立转子进行说明，第一转子111对应的目标系数是上述所述第一目标系数ρ1。
[0088]
独立控制器201在获取由公共振动传感器205采集的振动数据后，根据振动数据、第一转子111对应的目标系数ρ1和偏航角ψ确定第一转子111对应的目标振动数据，可以表示为下式：
[0089][0090][0091][0092][0093]
其中，第一转子111对应的目标振动数据包括目标前后向加速度目标前后向速度目标侧向加速度和目标侧向速度
[0094]
同理，独立控制器203确定的、第二转子112对应的目标振动数据包括目标前后向
加速度目标前后向速度目标侧向加速度和目标侧向速度可以表示如下：
[0095][0096][0097][0098][0099]
独立控制器在获得目标振动数据后，根据目标振动数据确定第一转子对应的目标塔架阻尼，例如，可以向对单个转子的风力发电机一样确定塔架阻尼一样确定目标塔架阻尼，具体可以为：
[0100]
根据目标前后向加速度、目标前后向速度、加权因子和前后向阻尼分量增益确定每个转子对应的前后向阻尼分量；
[0101]
根据目标侧向加速度、侧向阻尼分量增益、偏航角和独立转子包括的叶片之间的角度确定独立转子对应的侧向阻尼分量；
[0102]
根据前后向阻尼分量和侧向阻尼分量确定每个转子对应的目标塔架阻尼。
[0103]
假设转子包括三个叶片，分别对应与单元1、单元2和单元3。下面先对前后向阻尼分量的确定进行说明。
[0104]
前后阻尼分量是通过总桨距作用完成的，若每个桨叶的变桨控制分量β
fa
都相同，以单元1为例，可以表示如下：
[0105][0106]
其中，k
fa
是通过设计计算的前后向阻尼分量增益，可以使用线性模型分析或通过气动弹性模拟模型的试错法等方式得到。σ是加权因子，对加速度或速度进行加权，可以通过调整线性控制设计分析、或气动弹性模拟模型或真实风力涡轮机的试错等方式得到。
[0107]
在介绍完前后阻尼分量后，继续对侧向阻尼分量进行说明。系统可以通过单独的变桨动作来执行侧向阻尼。侧向阻尼分量分别是
[0108]
首先，通过低通滤波得到转换后的加速度以移除塔架频率处的频率和转子速度。
[0109]
然后，转换后的加速度与侧向阻尼分量增益k
ss
相乘，可以表示为下式：
[0110][0111]
其中，侧向阻尼分量增益k
ss
应当是负的，以抵消振动。其可以通过调谐，通过线性反馈回路设计和/或通过模拟和涡轮测试等方式得到。
[0112]
最后，侧向阻尼分量可以通过下式得到：
[0113]
[0114]
其中，独立转子包括的三个叶片之间的角度依次为2π/3和4π/3。
[0115]
同理，若独立转子包括两个叶片，叶片间的角度一般为π，则上式还可以表示如下：
[0116][0117]
最后，根据前后向阻尼分量和侧向阻尼分量确定每个转子对应的目标塔架阻尼，从而独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作，如总变桨和单独变桨动作。
[0118]
作为一种可能的实现方式，目标塔架阻尼还可以再次与如功率和转子速度控制计算的其他变桨控制分量相加，用于执行相应的控制，本技术对此不做具体限定。
[0119]
需要说明的是，变桨动作是采用与双转子风力发电机中其他控制器(如转子的速度控制器)相同的采样频率计算的，其中，采用相同的频率运行全控制器的好处是使一般控制器的设计和调优更简单。
[0120]
作为一种可能的实现方式，当风力发电机用于海上风力发电时，本技术实施例提供的系统还包括速度确定单元，用于：
[0121]
根据前后向加速度、塔架模型和振荡驱动力确定前后向速度；
[0122]
根据风力发电机引起的风浪产生的力确定侧向速度。
[0123]
其中，可以根据塔的速度和加速度的数学模型形成卡尔曼滤波器，其由前后向加速度和侧向阻尼中的风力发电机引起的风浪产生的力驱动。卡尔曼滤波器根据测量数据、给定的塔架模型和振荡驱动力确定前后向速度。振荡驱动力可以通过风力发电机上的测量来计算，比如通过叶片载荷传感器的推力，或者通过塔应变仪(tower strain gauges)的波浪载荷。
[0124]
另外，如果使用扩展卡尔曼滤波器(extended kalman filter)或无迹卡尔曼滤波器(unscented kalman filter)，则可以使用更先进的卡尔曼滤波器来估计塔的速度和风力发电机引起的风浪产生的力。
[0125]
为了使本技术实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合图4，对本技术实施例提供的一种基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法进行说明，该方法包括以下步骤：
[0126]
s401：获取公共振动传感器采集的多转子风力发电机的振动数据。
[0127]
s402：通过独立控制器，根据振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据。
[0128]
其中，目标系数是根据多转子风力发电机的横梁长度中多转子风力发电机的塔架的交点与独立转子的距离确定的，独立转子为多个转子中的一个转子。
[0129]
s403：根据目标振动数据确定独立转子对应的目标塔架阻尼，以便独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作。
[0130]
作为一种可能的实现方式，通过所述独立控制器，所述根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼，包括：
[0131]
根据通过所述公共振动传感器采集的偏航角、所述振动数据和所述独立转子对应
的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据；其中，所述偏航角为侧向与所述横梁的夹角，所述侧向与前后向相垂直，并且所述前后向与风向对应。
[0132]
作为一种可能的实现方式，所述多转子风力发电机的转子包括第一转子和第二转子，所述交点与所述第一转子的距离为第一距离，所述交点与所述第二转子的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之和为所述横梁的长度，所述方法还包括：
[0133]
根据所述第二距离与所述横梁的长度确定所述第一转子对应的第一目标系数；
[0134]
根据所述第一距离与所述横梁的长度确定所述第二转子对应的第二目标系数。
[0135]
作为一种可能的实现方式，若所述第一距离等于所述第二距离，所述第一目标系数与所述第二目标系数均为二分之一。
[0136]
作为一种可能的实现方式，所述振动数据包括前后向加速度、前后向速度、侧向加速度和侧向速度，侧向与前后向垂直，所述目标振动数据包括对应于每个转子的目标前后向加速度、目标前后向速度、目标侧向加速度和目标侧向速度。
[0137]
作为一种可能的实现方式，所述根据目标振动数据确定独立转子对应的目标塔架阻尼，包括：
[0138]
根据所述目标前后向加速度、所述目标前后向速度、加权因子和前后向阻尼分量增益确定所述每个转子对应的前后向阻尼分量；
[0139]
根据目标侧向加速度、侧向阻尼分量增益、偏航角和所述独立转子包括的叶片之间的角度确定所述独立转子对应的侧向阻尼分量；其中，所述偏航角为所述侧向与所述横梁的夹角；
[0140]
根据所述前后向阻尼分量和所述侧向阻尼分量确定所述每个转子对应的目标塔架阻尼。
[0141]
作为一种可能的实现方式，所述风力发电机用于海上风力发电，所述方法还包括：
[0142]
根据所述前后向加速度、塔架模型和振荡驱动力确定前后向速度；
[0143]
根据所述风力发电机引起的风浪产生的力确定侧向速度。
[0144]
由上述技术方案可知，本技术实施例提供的基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法，应用于基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，在该塔架阻尼控制系统中，包括多个转子共用的公共传感器、每一个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器。由于不同转子所处的横梁长度可能不同，其受力程度不同，其感受到的振动大小也不同。以多个转子中的一个转子，独立转子为例，独立转子所对应的目标振动数据当是根据多转子风力发电机的振动数据进行缩放得到的，目标系数表征缩放程度，根据多转子风力发电机的横梁长度中多转子风力发电机的塔架的交点与独立转子的距离确定。独立控制器在通过公共振动传感器采集多转子风力发电机的振动数据后，根据振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据，根据该目标振动数据确定的该独立转子对应的目标塔架阻尼，以便独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作。由此，每个转子根据所需的目标塔架阻尼执行变桨动作，无需多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统具备中央控制单元，降低了风力发电机的制造成本，同时降低了内部的电缆连接，提高了风力发电机的可靠性。
[0145]
本技术实施例还提供了一种计算机设备，参见图5，该图示出了本技术实施例提供的一种计算机设备的结构图，如图5所示，所述设备包括处理器510以及存储器520：
[0146]
所述存储器510用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0147]
所述处理器520用于根据所述程序代码中的指令执行上述实施例提供的任一种基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法。
[0148]
本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序于执行上述实施例提供的任一种基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法。
[0149]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述方面的各种可选实现方式中提供的基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法。
[0150]
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0151]
应当理解，在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0152]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0153]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0154]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，其特征在于，所述系统包括：与多转子中的每个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器，以及所述多个转子共用的公共振动传感器；所述公共振动传感器，用于采集的所述多转子风力发电机的振动数据；所述独立控制器，用于根据所述振动数据和独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据，根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼；其中，所述目标系数是根据所述多转子风力发电机的横梁长度中所述多转子风力发电机的塔架的交点与所述独立转子的距离确定的，所述独立转子为所述多个转子中的一个转子；所述独立变桨执行器，用于根据所述目标塔架阻尼执行变桨动作。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述公共振动传感器，还用于采集偏航角，其中，所述偏航角为侧向与所述横梁的夹角，所述侧向与前后向相垂直，并且所述前后向与风向对应；所述独立控制器，还用于根据所述偏航角、所述振动数据和所述独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多转子风力发电机的转子包括第一转子和第二转子，所述交点与所述第一转子的距离为第一距离，所述交点与所述第二转子的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之和为所述横梁的长度，所述系统还包括系数确定单元，用于：根据所述第二距离与所述横梁的长度确定所述第一转子对应的第一目标系数；根据所述第一距离与所述横梁的长度确定所述第二转子对应的第二目标系数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，若所述第一距离等于所述第二距离，所述第一目标系数与所述第二目标系数均为二分之一。5.根据权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，所述振动数据包括前后向加速度、前后向速度、侧向加速度和侧向速度，侧向与前后向垂直，所述目标振动数据包括对应于每个转子的目标前后向加速度、目标前后向速度、目标侧向加速度和目标侧向速度。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述独立控制器，用于：根据所述目标前后向加速度、所述目标前后向速度、加权因子和前后向阻尼分量增益确定所述每个转子对应的前后向阻尼分量；根据目标侧向加速度、侧向阻尼分量增益、偏航角和所述独立转子包括的叶片之间的角度确定所述独立转子对应的侧向阻尼分量；其中，所述偏航角为所述侧向与所述横梁的夹角；根据所述前后向阻尼分量和所述侧向阻尼分量确定所述每个转子对应的目标塔架阻尼。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风力发电机用于海上风力发电，所述系统还包括速度确定单元，用于：根据所述前后向加速度、塔架模型和振荡驱动力确定前后向速度；根据所述风力发电机引起的风浪产生的力确定侧向速度。8.一种基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法，应用于基于多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统，所述系统包括与多转子中的每个转子分别对应的独立控制器和独立变
桨执行器，以及所述多个转子共用的公共振动传感器，其特征在于，所述方法包括：获取所述公共振动传感器采集的所述多转子风力发电机的振动数据；通过所述独立控制器，根据所述振动数据和独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据；其中，所述目标系数是根据所述多转子风力发电机的横梁长度中所述多转子风力发电机的塔架的交点与所述独立转子的距离确定的，所述独立转子为所述多个转子中的一个转子；根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼，以便所述独立变桨执行器根据所述目标塔架阻尼执行变桨动作。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过所述独立控制器，根据所述目标振动数据确定所述独立转子对应的目标塔架阻尼，包括：根据通过所述公共振动传感器采集的偏航角、所述振动数据和所述独立转子对应的目标系数确定所述独立转子对应的目标振动数据；其中，所述偏航角为侧向与所述横梁的夹角，所述侧向与前后向相垂直，并且所述前后向与风向对应。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多转子风力发电机的转子包括第一转子和第二转子，所述交点与所述第一转子的距离为第一距离，所述交点与所述第二转子的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离之和为所述横梁的长度，所述方法还包括：根据所述第二距离与所述横梁的长度确定所述第一转子对应的第一目标系数；根据所述第一距离与所述横梁的长度确定所述第二转子对应的第二目标系数。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，若所述第一距离等于所述第二距离，所述第一目标系数与所述第二目标系数均为二分之一。12.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求8-11任意一项所述的方法。13.一种计算机可储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求8-11任意一项所述的方法。14.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序或指令；当所述计算机程序或指令被处理器执行时，执行权利要求8-11任意一项所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种用于多转子风力发电机的塔架阻尼控制方法和相关装置，在塔架阻尼控制系统中，包括多个转子共用的公共传感器、每一个转子分别对应的独立控制器和独立变桨执行器。独立控制器在通过公共振动传感器采集多转子风力发电机的振动数据后，根据振动数据和独立转子对应的目标系数确定独立转子对应的目标振动数据，根据该目标振动数据确定的该独立转子对应的目标塔架阻尼，以便独立变桨执行器根据目标塔架阻尼执行变桨动作。由此，每个转子根据所需的目标塔架阻尼执行变桨动作，无需多转子风力发电机的塔架阻尼控制系统具备中央控制单元，降低了风力发电机的制造成本，同时降低了内部的电缆连接，提高了风力发电机的可靠性。的可靠性。的可靠性。


技术研发人员：彼得
受保护的技术使用者：新疆金风科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2023/6/3