[發(fā)明專利]風(fēng)力發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤的改進(jìn)自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410339905.1
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104141591B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小蓮;郝思鵬;蔣春容
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是一種風(fēng)力發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤的改進(jìn)自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制方法。?

背景技術(shù)

為了提高低于額定風(fēng)速區(qū)間的風(fēng)能捕獲效率，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般采用最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum?Power?Point?Tracking，MPPT)控制策略。功率曲線法(Power?Signal?Feedback，PSF)是應(yīng)用最廣泛的MPPT控制方法之一。然而，功率曲線法基于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)而忽略了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)在不同穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)之間跟蹤的動態(tài)過程，這是導(dǎo)致應(yīng)用該方法的風(fēng)機(jī)不能高效率捕獲風(fēng)能的原因之一。?

為了改善上述問題，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的L.J.Fingersh和P.W.Carlin首次提出了利用發(fā)電機(jī)電磁制動轉(zhuǎn)矩幫助風(fēng)機(jī)加速或減速的改進(jìn)思路；在此基礎(chǔ)上，Johnson?K.E.等人提出了減小轉(zhuǎn)矩增益(Decreased?Torque?Gain，DTG)控制。該控制方法不僅通過減小電磁制動轉(zhuǎn)矩提高了風(fēng)機(jī)在跟蹤漸強(qiáng)陣風(fēng)時的加速性能，更首次應(yīng)用了以放棄部分低風(fēng)速段的轉(zhuǎn)速跟蹤效果換取高風(fēng)速段的高風(fēng)能捕獲效率的控制思想；進(jìn)一步地，考慮到DTG控制采用恒定的轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)，難以根據(jù)變化的風(fēng)速條件動態(tài)調(diào)整增益系數(shù)以獲得更高的捕獲效率，為此Johnson?K.E.等人又設(shè)計(jì)出自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制(Adaptive?Torque?Control，AT?Control，簡稱為AT)，利用自適應(yīng)算法和歷史運(yùn)行工況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，迭代搜索并在線修正轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)，以響應(yīng)迭代周期時間尺度上的風(fēng)速條件變化。但是，該方法卻會受到風(fēng)速變化的影響而計(jì)算出異常的轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)，導(dǎo)致風(fēng)能捕獲效率不升反降。針對該問題的研究僅限于現(xiàn)象分析和機(jī)理探索，尚未見相應(yīng)的改進(jìn)方法。?

綜上所述，上述研究工作主要通過調(diào)整電磁制動轉(zhuǎn)矩來改善風(fēng)機(jī)的動?態(tài)性能和跟蹤效果，突破了傳統(tǒng)功率曲線法忽略跟蹤動態(tài)的局限性。然而，自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制出現(xiàn)搜索異常的問題仍然是影響最大功率點(diǎn)跟蹤控制效果的重要原因。因而，對自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)搜索異常的情況進(jìn)行改善十分必要，但是現(xiàn)有技術(shù)中尚無相關(guān)描述。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)上述問題，本發(fā)明提供風(fēng)力發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤的改進(jìn)自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制方法，根據(jù)最佳轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)與風(fēng)速條件的統(tǒng)計(jì)關(guān)系設(shè)置該參數(shù)的搜索范圍，以傳統(tǒng)自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制為基礎(chǔ)，采用自適應(yīng)搜索算法優(yōu)化電磁制動轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)。?

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

一種風(fēng)力發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤的改進(jìn)自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制方法，其特征在于，采用自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制方法，通過自適應(yīng)搜索算法優(yōu)化發(fā)電機(jī)的電磁制動轉(zhuǎn)矩增益系數(shù)來實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制，所述自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制方法所用公式為：?

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