[發(fā)明專利]基于環(huán)境因素的風機功率信號反饋方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710136175.9
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106894949B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇勛文;楊福寶;秦浩宇;徐殿國;楊榮峰;楊華;高亞春;于芃;張磊;孫運濤
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院;許繼集團有限公司;哈爾濱工業(yè)大學;許昌許繼風電科技有限公司;黑龍江科技大學
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 劉士寶

1.基于環(huán)境因素的風機功率信號反饋方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、通過實驗或者仿真得到標準空氣密度下的最優(yōu)功率曲線；

步驟二、根據(jù)氣象資料或安裝傳感器實時得到機艙外溫度和相對濕度，結(jié)合風機的海拔高度，對步驟一中的最優(yōu)功率曲線進行修正，獲得修正系數(shù)K；

步驟三、利用步驟二中的修正系數(shù)和步驟一中的標準溫度下的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率，得到修訂后的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率；

步驟四、根據(jù)步驟三中修訂后的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率計算風機電磁力矩參考值，進而計算D軸轉(zhuǎn)子電流參考值，將該D軸轉(zhuǎn)子電流參考值輸入變頻器進行風機控制，從而在環(huán)境因素干擾的情況下實現(xiàn)對風機的控制，其特征在于，步驟二中，根據(jù)氣象資料或安裝傳感器實時得到機艙外溫度和相對濕度，結(jié)合風機的海拔高度，對步驟一中的最優(yōu)功率曲線進行修正，獲得修正系數(shù)的具體過程為：

當溫度小于等于30℃時，不考慮濕度的影響，修正系數(shù)K為：

式中，表示實際溫度下的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率，表示標準溫度下的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率，ρ₁為實際溫度下的空氣密度，ρ₀為標準溫度下的空氣密度，常溫為15℃，標準溫度T₀為15+273.15＝288.15K，L為0.0065K/m，H為高度，單位為m，R為8.31447J/(mol.K)，g為9.80665m/s²，M為0.0289644kg/mol，T_C為實際溫度；

當溫度大于30℃時，同時考慮溫度和濕度的影響，修正系數(shù)K為：

式中，標準大氣壓P₀為101325Pa，C₀為6.1078，C₁為7.5，C₂為237.3，相對濕度定義為實際水蒸氣壓力和飽和水蒸氣壓力的比值，計為PH％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境因素的風機功率信號反饋方法，其特征在于，步驟一中，通過實驗或者仿真得到標準空氣密度下的最優(yōu)功率曲線的具體過程為：

步驟一一、根據(jù)風力機風能利用系數(shù)與葉尖速比的數(shù)學關(guān)系確定最優(yōu)葉尖速比；

步驟一二、通過實驗或者仿真，對風機分別輸入N m/s的風速，其中，N取5m/s、6m/s、7m/s、8m/s、9m/s、10m/s、11m/s、12m/s，改變最優(yōu)功率曲線的參考有功功率，觀察葉尖速比；

步驟一三、當步驟一二中的葉尖速比等于步驟一一中的最優(yōu)葉尖速比時，記錄此時的風機轉(zhuǎn)速和參考有功功率；

步驟一四、根據(jù)風機轉(zhuǎn)速和參考有功功率采用插值法等量分配最優(yōu)功率曲線的各控制點，從而得到標準空氣密度下的最優(yōu)功率曲線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境因素的風機功率信號反饋方法，其特征在于，步驟三中，利用步驟二中的修正系數(shù)和步驟一中的標準溫度下的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率，得到修訂后的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率的具體過程為：

公式1中得到的修正系數(shù)K和公式2中得到的修正系數(shù)K分別乘以標準溫度下的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率得到修訂后的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境因素的風機功率信號反饋方法，其特征在于，步驟四中，根據(jù)步驟三中修訂后的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率計算風機電磁力矩參考值，進而計算D軸轉(zhuǎn)子電流參考值的具體過程為：

根據(jù)修訂后的最優(yōu)功率曲線的參考有功功率結(jié)合公式：

獲得風機電磁力矩參考值T_ref，

式中，ω_r為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，

進而得到輸入變頻器進行風機控制的D軸轉(zhuǎn)子電流參考值I_{dr_ref}為：

式中，U_d為d軸電壓。