[發明專利]一種新型風力發電機控制方法和控制器

無效

• 申請號: 201010114003.X
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101777865A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 郭振清
• 申請（專利權）人: 廣東天富風光潮發電設備有限公司
• 主分類號: H02P9/44
• 分類號: H02P9/44
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚志強

技術領域

本發明涉及自動控制技術，特別是一種可以進行風能最大功率跟蹤的新型風力發電機控制方法和控制器。

背景技術

近年來我國的離網型風力發電機組的生產與推廣有了很大發展。截止1997年在全國推廣應用的離網型風力發電機組保有量已經突破10萬臺，總裝機容量超過15MW，解決了約13多萬戶照明、看電視、聽廣播的用電問題。目前，國內的離網型風力發電機控制器的控制功能較為簡單，控制器以蓄電池兩端電壓作為蓄電池充放電的依據，對蓄電池進行充電控制；通過檢測風力發電機組的各部分狀態，對發電機組進行保護。風力發電機組功率的輸出由負載決定，控制器缺少對風力發電機輸出功率的控制，導致風力發電機對風能的捕獲能力具有一定的局限性，因此風力發電機組不能最大程度地發出電能，造成能量的浪費。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種可以進行風能最大功率跟蹤的新型風力發電機控制方法和控制器，

本發明為解決其問題所采用的技術方案是：

本發明提供的一種新型風力發電機控制方法，包括以下步驟：

A控制器中的采樣電路對控制器的輸入信號進行采樣，將采樣信息輸送到控制器中的控制電路，為控制電路進行最大功率跟蹤算法的計算提供參數；

B控制電路根據采樣電路輸送的采樣信息進行最大功率跟蹤算法計算，得出控制CUK電路中功率開關管的PWM脈沖波的占空比，形成PWM脈沖波，并將其輸出到控制器中的驅動電路；

C驅動電路接收到來自控制電路的PWM脈沖波，經過隔離、放大之后，將處理過的PWM脈沖波輸送至控制器中的CUK電路；

D所述CUK電路在驅動電路的驅動之下，根據特定占空比，對輸入到控制器的直流電壓進行斬波，并調節CUK電路自身及其后端負載所形成的等效阻抗，當等效阻抗與風力發電機內阻匹配時，風力發電機輸出當前可以輸出的最大電功率。

其中，所述輸入信號包括輸入到控制器的直流電壓、直流電流以及風力發電機輸出電壓的頻率。

進一步，其中的B包括以下步驟：

a根據采樣得到的直流電壓、直流電流，將兩者相乘，得到風力發電機當前的即時輸出功率；

b控制電路根據采樣得到的風力發電機輸出電壓的頻率，經過BP神經網絡的計算，得到當前風力發電機的參考輸出功率；

c將計算得到的風力發電機當前的即時輸出功率與風力發電機的參考輸出功率作比較，得到功率誤差，再將功率誤差進行比例積分運算，得到PWM脈沖波的占空比并輸至驅動電路。

進一步，控制器在計算當前風力發電機的參考輸出功率之前，以當前風力發電機輸出電壓的頻率和發電機當前輸出功率作為輸入因子、發電機能夠輸出的最大電功率為輸出因子，在控制器內部形成一套學習樣本，對BP神經網絡進行訓練，并根據訓練誤差不斷修改各權值，直至BP神經網絡的自學習完成。

進一步，在控制器的運行過程中，BP神經網絡可同時不間斷地進行自學習。

本發明提供的一種新型風力發電機控制器，包括采樣電路、控制電路、CUK電路、驅動電路，所述采樣電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與驅動電路的輸入端連接，驅動電路的輸出端與CUK電路的輸入端連接。

進一步，所述采樣電路可對輸入到控制器的直流電壓、直流電流以及風力發電機輸出電壓的頻率進行采樣。

本發明的有益效果是：本發明的控制方法可以提高風力發電機組對風能的捕獲能力，使得離網型風力發電機控制器具備快速風能最大功率跟蹤的功能，本發明的風力發電機控制器增加了對風力發電機輸出功率的控制功能，可以在風速變化頻繁、負載變化較大的情況之下，能跟蹤可捕獲的最大風能，控制風力發電機發出盡量多的電能，提高了發電效率，有效節省了能源。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

圖1為本發明的控制器的結構框圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明的一種新型風力發電機控制器，包括采樣電路、控制電路、CUK電路、驅動電路，所述采樣電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與驅動電路的輸入端連接，驅動電路的輸出端與CUK電路的輸入端連接。

其中，各部分電路的主要功能如下：

采樣電路，其主要作用是對輸入到控制器的直流電壓、直流電流及風力發電機輸出電壓的頻率進行采樣，并將采樣結果輸送至控制電路。

控制電路，其主要作用是根據采樣電路采樣到的直流電壓、直流電流、發電機轉速，進行最大功率跟蹤算法的計算，并根據計算得到的結果，對CUK電路進行控制。