[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

本發明公開了一種風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，包括，分別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；根據風機功率對風機角速度的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；若風速發送變化，則初始化擾動值；否則，則使風機快速跟蹤最大功率點，而后觀測風機功率的變化情況；若風機功率增加，則不改變擾動值和風機轉速方向；若風機功率減小，則令擾動值減半且使風機轉速方向反向，并繼續觀測風機功率的變化情況；當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。本發明提高了最大風能跟蹤控制的快速性和穩定性，并且對于干擾具有較強的魯棒性。

技術領域

本發明涉及風能的技術領域，尤其涉及一種風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法。

背景技術

近些年來，隨著能源問題的日益嚴峻，環境污染日趨嚴重，給人們的生存和發展帶來了很多問題；為此，風能、太陽能等新型可再生能源便得到了普遍的重視。

風能作為一種清潔、無污染、可再生的綠色能源，擁有著廣泛的發展前景，也越來越受到人們的歡迎，但是，由于風的隨機性和不確定性，如何控制風電系統以便從風力資源中獲得最大電能，實現最大功率輸出，已成為人們面臨的一個重大難題。

目前已有的技術很難滿足系統對快速性和穩定性的要求，且難以達到較好的追蹤效果。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明提供了一種風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法，能夠快速而準確的實現最大功率追蹤，避免了風的不確定性給跟蹤結果帶來的誤差影響。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：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，則初始化所述擾動值；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。

作為本發明所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法的一種優選方案，其中：所述計算斜率包括，

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，P_T(n-1)為控制周期為n-1的風機角速度。

作為本發明所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法的一種優選方案，其中：所述設定擾動值包括，

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。

作為本發明所述的風電機組主控制系統的最大風能跟蹤控制方法的一種優選方案，其中：所述調整風機角速度擾動大小的系數包括，

其中，λ為葉尖速比，α為槳距角。