[发明专利]基于误差补偿模型的风电机组最大风能捕获控制方法

权利要求书

1.一种基于误差补偿模型的风电机组最大风能捕获控制方法，其特征在于该方法采用误差补偿策略，修正风力机最佳转速的给定值，进而计算发电机有功功率指令，控制机组输出功率，实现最大风能捕获，具体实现步骤如下：

1)首先通过风速仪测得风电机组N个稳态运行点对应的风速V_i，i＝1，2，…，N，根据风力机最佳叶尖速比λ_opt计算各稳态运行点风力机期望最佳转速 R为风力机风轮半径，同时通过转速传感器，测得风力机在N个稳态运行点实际的转速ω_wi，计算实际转速与期望最佳转速之间的偏差e_i＝ω_wi-(ω_opt)_i，根据N个稳态运行点风速V_i和对应的转速偏差e_i，采用多项式拟合方法得到转速偏差-风速关系模型：

式中a_j为拟合多项式系数，j为多项式阶次，j＝1，2，3；

2)风电机组运行时，通过风速仪实时测量风速V，根据期望最佳转速计算公式 和转速偏差-风速函数关系式1，分别获得当前时刻风速下，风力机期望最佳转速ω_opt和转速偏差e，并定义两者之和为风力机转速控制给定值：

ω^*＝ω_opt+e                       式2

3)根据风力机最佳功率曲线计算出当前时刻输出机械功率给定值P_mec^*：

由双馈发电机的功率关系，按照下式计算出发电机有功功率指令P^*：

式中， 为具有最大风能利用系数的比例系数，ρ为空气密度，A为风轮扫风平面面积，C_p max为最大风能利用系数，s为发电机转差率，ΔP 为功率损耗，发电机根据有功功率指令P^*实现最大风能的追踪和捕获；

4)实时测量风力机转速ω_w，并与转速控制给定值ω^*比较，当|ω^*-ω_w|≤10％ω^*时，即风力机转速接近给定值，此时以实时检测的风力机转速ω_w替换式4中ω^*，计算发电机有功功率指令，控制发电机达到稳态运行。