[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

本發明屬于風力發電技術領域，公開了一種并網風力發電機控制器及控制方法，設置有整流濾波電路模塊、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；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等。本發明控制模塊進行多次相似度計算即多次增強性非線性變換，用多數值、多標準的加權平均值建立相似度標準，達到了算法高效并有較強的穩定性。

技術領域

本發明屬于發電技術領域，尤其涉及一種并網風力發電機控制器及其控制方法。

背景技術

風能作為一種清潔的可再生能源，其蘊量巨大，越來越受到世界各國的重視，并網風力發電機控制器作為并網風力發電系統主要控制部件，在并網風力發電中起著及其重要的作用，但是目前的并網風力發電機控制器，控制電路采用蓄電池供電，當網電斷電后，由于蓄電池仍舊給控制器供電，蓄電池虧電，造成蓄電池永久損壞。

并網型風力發電是規模較大的風力發電場，容量大約為幾兆瓦到幾百兆瓦，由幾十臺甚至成百上千臺風電機組成，并網運行的風力發電場可以得到大電網的補償和支撐，更加充分的開發可利用的風力資源，是國內外風力發電的主要發展方向。并網風力發電機控制器是并網風力發電技術的核心，其主要功能是將風力發電輸出的三相交流電壓進行整流濾波，整流濾波后將直流電壓輸送給并網逆變器，并檢測輸出電壓的高低、工作電流的大小，當超過設定的電壓或電流后通過制動電路進行制動，使風力發電機停止工作，從而避免過壓或過流對逆變器造成的損壞。然而在實際運用過程中發現，傳統并網風力發電機控制器設計不合理，無法適用風力較大的場合下。具體原因分析如下：當風力發電機發生過壓或過流時通過制動控制電路進行制動，這時風機轉速慢慢降低，隨著風機轉速的降低，其產生的電壓不能維持控制電路工作，制動電路就會停止工作，此時風力發電機便會恢復發電。對于偶爾陣風的場合這種設計能滿足要求，但如果是臺風或者風力較大的場合下，風機就會不停地制動、停止、制動、停止......，這種循環往復交替的工作方式對風機、并網逆變器的沖擊很大，嚴重影響風機和逆變器的使用壽命，維護維修成本很高。當然，為維持制動電路能持續工作，有的廠家為制動電路接入外部電源，但這種解決方式需要定期維護外置電源，人工消耗很大，并沒有從根本上解決問題。

綜上所述，遇到大風天氣時，容易出現風力發電機空轉飛車事故。風機運行過程中無法精確控制風力發電機的輸出電壓，從而無法保證并網風力發電系統各個部件在最佳電壓下工作；而且傳統并網風力發電機控制器還存在設計復雜，元器件購進成本高。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種并網風力發電機控制器及其控制方法。

本發明是這樣實現的，一種并網風力發電機控制器，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；