[發明專利]一種風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 202110656864.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113323806B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 余泳;申宇;李朝新;蔡曉峰;倪維東;王云濤;鄧華;李桂民
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 劉小莉

1.一種風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，其特征在于：包括，

分別利用功率計和測速儀對風機的風機功率和風機角速度進行采樣，并計算風機功率對風機角速度的斜率；

根據所述斜率設定風機角速度的擾動值，并通過負載觀測器觀測風速是否變化；

若所述風速發生變化，則初始化擾動值；否則，則使所述風機快速跟蹤最大功率點，而后觀測所述風機功率的變化情況；

若所述風機功率增加，則不改變所述擾動值和風機轉速方向；若所述風機功率減小，則令所述擾動值減半且使所述風機轉速方向反向，并繼續觀測所述風機功率的變化情況；

當所述風機功率不再變化時，獲得最大風能，進而完成最大風能跟蹤控制；

其中，根據下式計算斜率：

其中，K為所述風機功率對風機角速度的斜率，P_T(n)為控制周期為n的風機功率，P_T(n-1)為控制周期為n-1的風機功率，ω_T(n)為控制周期為n的風機角速度，ω_T(n-1)為控制周期為n-1的風機角速度；

所述設定風機角速度的擾動值包括，

ω＝K_p*K

其中，ω為所述風機角速度的擾動值，K_p為調整風機角速度擾動大小的系數；

通過改變所述調整風機角速度擾動大小的系數的大小來設定所述擾動值；

所述調整風機角速度擾動大小的系數為：

其中，λ為葉尖速比，α為槳距角。

2.如權利要求1所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，其特征在于：所述葉尖速比包括，

其中，R為風機葉片半徑，v為所述風機風速。

3.如權利要求2所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，其特征在于：所述負載觀測器包括，

基于Lyapunov函數設計所述負載觀測器，其數學模型如下所示：

v＝e(aω_T(n)-bi_q+ω_T(n))

其中，a和b為系統參數，J為發電機轉子及負載慣量，B為轉動阻尼系數，i_q為q軸的等效電樞電流分量。

4.如權利要求3所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，其特征在于：所述q軸的等效電樞電流分量包括，

其中，z為給定的增益系數，k為加權系數，Q為風機轉矩。

5.如權利要求4所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，其特征在于：所述初始化擾動值包括，

令所述風機角速度的擾動值為零。

6.如權利要求5所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，其特征在于：還包括，

當所述風機功率不再變化時，此時的風機功率達到最大值。