[發(fā)明專利]基于風(fēng)力發(fā)電的最大功率跟蹤控制的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410123781.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103867387A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科恒源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F03D7/00
• 分類號(hào): F03D7/00
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄭雋

1.一種基于風(fēng)力發(fā)電的最大功率跟蹤控制的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：初始化，獲取風(fēng)機(jī)的初始轉(zhuǎn)速ω(0)，設(shè)定停止功率跟蹤門限setPd(0)、調(diào)整頻率f(0)、初始步長(zhǎng)Step(0)、最小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)門限setSd以及動(dòng)態(tài)間隔不同時(shí)段時(shí)長(zhǎng)T；

步驟2：對(duì)電壓U(k)、電流I(k)以及頻率f₀(k)進(jìn)行采樣，根據(jù)電壓U(k)以及電流I(k)計(jì)算第k次跟蹤時(shí)所輸出的實(shí)際功率P(k)，根據(jù)頻率f₀(k)計(jì)算風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ω(k)，k大于等于1；之后執(zhí)行步驟3；

步驟3：判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ω(k)的高低，若處于高轉(zhuǎn)速時(shí)，則執(zhí)行步驟4；否則，按照動(dòng)態(tài)間隔吸收功率策略進(jìn)行，之后執(zhí)行步驟10；

步驟4：判斷調(diào)整頻率f(k)是否滿足調(diào)整頻率公式①：

f(k)=f_|Δω(k)|≤f_|ω(k)-ω(k-_1)|≥setSd?????①，

若滿足，則執(zhí)行步驟5；否則，執(zhí)行步驟10；

步驟5：判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速ω(k-1)與ω(k)是否相同，若相同，執(zhí)行步驟6；否則，則保存ω(k)的數(shù)值至ω(k-1)中，之后執(zhí)行步驟7；

步驟6：判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速連續(xù)N次是否有變化，N大于等于2且小于等于100，若無(wú)變化，執(zhí)行步驟7；否則，執(zhí)行步驟10；

步驟7：采用線性插值計(jì)算公式計(jì)算出最大輸出功率P_m(k)；設(shè)定停止功率跟蹤門限setPd(k)、調(diào)整頻率f(k)以及步長(zhǎng)Step(k)，之后執(zhí)行步驟8；

步驟8：比較實(shí)際輸出功率P(k)與最大輸出功率P_m(k)兩者之間的關(guān)系，若滿足公式②：

P(k)-P_m(k)<-setPd(k)?????②，

則實(shí)際功率點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)的右側(cè)，增加占空比，占空比的增量為Step(k)的數(shù)值大小，之后執(zhí)行步驟10；否則，執(zhí)行步驟9；

步驟9：比較實(shí)際輸出功率P(k)與最大輸出功率P_m(k)兩者之間的關(guān)系，若滿足公式③：

P(k)-P_m(k)>setPd(k)?????③，

則實(shí)際功率點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)左側(cè)，減小占空比，占空比的減小量為Step(k)的數(shù)值大小，之后執(zhí)行步驟10；否則，標(biāo)志已找到最大功率點(diǎn)，執(zhí)行步驟10；

步驟10：令k=k+1，并返回步驟2；

其中，所述動(dòng)態(tài)間隔吸收功率策略至少包括一個(gè)動(dòng)態(tài)間隔吸收功率過(guò)程，所述動(dòng)態(tài)間隔吸收功率過(guò)程為：在T時(shí)間內(nèi)，先在T1時(shí)段進(jìn)行最大功率跟蹤，接著在T2時(shí)段釋放風(fēng)機(jī)使得風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速回升，其中，T滿足公式④：

T=T1+T2?????④。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)力發(fā)電的最大功率跟蹤控制的方法，其特征在于：所述步驟1中：

所述停止功率跟蹤門限setPd(0)按照公式⑤獲得：

setPd(k)=λ_setPd(k)·P_m(k)·(1－_ηmppt)?????⑤，

其中，P_m(k)取切入風(fēng)速時(shí)最大輸出功率，切入風(fēng)速時(shí)，k=0；λ_setPd(k)為調(diào)整系數(shù)，取值范圍為(0,1]；η_mppt為預(yù)期目標(biāo)達(dá)到的最大功率跟蹤效率；

所述最小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)門限setSd為：引起轉(zhuǎn)速變化的一個(gè)判定閾值，取值范圍為風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速的0-0.1倍；若前后兩次轉(zhuǎn)速測(cè)量值大于該值，則判定為本次調(diào)節(jié)引起風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化；否則，判定為本次調(diào)節(jié)沒(méi)有引起風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化；

所述初始步長(zhǎng)Step(0)為：風(fēng)機(jī)在切入風(fēng)速時(shí)引起轉(zhuǎn)速變化的最小占空比的值；

所述調(diào)整頻率f(0)為：在切入風(fēng)速下，最大跟蹤功率輸出穩(wěn)定后，占空比再增加Step(0)擾動(dòng)時(shí)，首次轉(zhuǎn)速達(dá)到最小占空比值Step(0)引起的轉(zhuǎn)速變化量時(shí)所需的采樣次數(shù)，此次數(shù)即為在該風(fēng)速下的調(diào)整頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于風(fēng)力發(fā)電的最大功率跟蹤控制的方法，其特征在于：所述最小轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)門限setSd為0。