[發明專利]一種并網風力發電機控制器及其控制方法

有效

• 申請號: 201710825701.2
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107482971B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 蔡斌軍;李譚欣
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10;H02P101/15
• 代理公司: 42231 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 黃君軍<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種并網風力發電機控制器，其特征在于，所述并網風力發電機控制器包括整流濾波電路模塊、采樣電路模塊、控制電路模塊、接觸器模塊、降壓電路模塊、穩壓電路模塊、充電電路模塊、制動控制電路模塊以及顯示電路模塊；

所述整流濾波電路模塊與采樣電路模塊連接，用于將并網風力發電機的三相交流電整流成平滑的直流電壓或電流，并將該平滑的直流電壓或電流傳輸到并網逆變器上，由所述并網逆變器將該直流電壓或電流逆變成并網發電所需的電網電壓或電流；所述整流濾波電路模塊平滑表達式為：

其中滑模控制項為：

式中，是x₁，x₂的觀測值，k₁，k₂為待設計常數，sgn(·)為符號函數；

所述采樣電路模塊與控制電路模塊連接，用于采集并網風力發電機輸出的電壓和電流信號，并傳送至控制電路模塊；所述采樣電路模塊采用適合處理電壓和電流信息的脈沖耦合神經網絡模型對并網風力發電機輸出的電壓和電流信號進行采集；所述電壓和電流信號受到密度較小的脈沖噪聲污染通過自適應加權濾波處理；所述電壓和電流信號受到密度較大的脈沖噪聲污染采用保持邊緣細節信息的引入雙結構元素數學形態學進行二次濾波；適合處理電壓和電流信息的脈沖耦合神經網絡模型：

F_ij[n]＝S_ij；

U_ij[n]＝F_ij[n](1+β_ij[n]L_ij[n])；

θ_ij[n]＝θ₀e^-αθ(n-1)；

其中，β_ij[n]為自適應鏈接強度系數；

S_ij、F_ij[n]、L_ij[n]、U_ij[n]、θ_ij[n]分別為輸入電壓和電流信號、反饋輸入、鏈接輸入、內部活動項及動態閾值，N_w為所選待處理窗口W中的電壓和電流信號總數，Δ為調節系數，選取1～3；

電壓和電流信號自適應加權濾波處理的實現方法包括：

當脈沖輸出Y_ij＝1且N_Y＝1～8，N_Y是當在3*3模板B中為1個數，選取濾波窗口M，對噪聲污染信號f_ij的自適應濾波，濾波方程為：

式中，x_rs是濾波窗口中對應電壓和電流的系數，S_rs為濾波窗口中對應電壓和電流信號的灰度值，f_ij為濾波后對應窗口中心位置的輸出值：

式中D_ij為方形濾波窗口M中電壓和電流信號灰度中值，Ω_ij濾波窗口各電壓和電流信號與中心灰度差絕對均值，max為求最大值符號；

選取濾波窗口M選取大小為m*m的濾波窗口M，窗口大小的選取原則是：

所述控制電路模塊與接觸器模塊連接，用于計算和分析所述并網風力發電機的實際工作電壓或電流；

所述控制電路模塊采用多次相似度計算，按加權平均取值，以歐式距離Eu和相和系數Sim的評定公式如下：

式中n為向量變形的次數，k_i為權重系數，Eu_i和Sim_i為第i次變形后向量的歐式距離，Eu(P,Q)為歐式距離的評定，n＝4，k_i取0.25；

所述接觸器模塊與控制電路模塊連接，用于接收控制電路模塊輸出的控制信號，并根據控制信號，控制三相卸荷器的卸荷狀態；

所述降壓電路模塊的輸入端與所述整流濾波電路模塊的輸出端電連接，所述降壓電路模塊輸出端與所述穩壓電路模塊的輸入端電連接；所述穩壓電路模塊為所述控制電路模塊提供電源；

所述充電電路模塊與所述制動控制電路模塊一端相連接；所述降壓電路模塊、穩壓電路模塊用于將所述整流濾波電路模塊整流出的直流高壓降壓；

所述充電電路模塊用于為所述制動控制電路模塊充電；

所述制動控制電路模塊輸入端與所述控制電路模塊輸出端電信號相連，所述制動控制電路模塊輸出端與所述并網風力發電機電連接；所述制動控制電路模塊用于控制所述并網風力發電機處于制動或非制動狀態；

所述顯示電路模塊與所述控制電路模塊輸出端電連接，用于顯示并網風力發電機控制器的工作狀態。