[发明专利]一种新型风力发电机控制方法和控制器

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术，特别是一种可以进行风能最大功率跟踪的新型风力发电机控制方法和控制器。

背景技术

近年来我国的离网型风力发电机组的生产与推广有了很大发展。截止1997年在全国推广应用的离网型风力发电机组保有量已经突破10万台，总装机容量超过15MW，解决了约13多万户照明、看电视、听广播的用电问题。目前，国内的离网型风力发电机控制器的控制功能较为简单，控制器以蓄电池两端电压作为蓄电池充放电的依据，对蓄电池进行充电控制；通过检测风力发电机组的各部分状态，对发电机组进行保护。风力发电机组功率的输出由负载决定，控制器缺少对风力发电机输出功率的控制，导致风力发电机对风能的捕获能力具有一定的局限性，因此风力发电机组不能最大程度地发出电能，造成能量的浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可以进行风能最大功率跟踪的新型风力发电机控制方法和控制器，

本发明为解决其问题所采用的技术方案是：

本发明提供的一种新型风力发电机控制方法，包括以下步骤：

A控制器中的采样电路对控制器的输入信号进行采样，将采样信息输送到控制器中的控制电路，为控制电路进行最大功率跟踪算法的计算提供参数；

B控制电路根据采样电路输送的采样信息进行最大功率跟踪算法计算，得出控制CUK电路中功率开关管的PWM脉冲波的占空比，形成PWM脉冲波，并将其输出到控制器中的驱动电路；

C驱动电路接收到来自控制电路的PWM脉冲波，经过隔离、放大之后，将处理过的PWM脉冲波输送至控制器中的CUK电路；

D所述CUK电路在驱动电路的驱动之下，根据特定占空比，对输入到控制器的直流电压进行斩波，并调节CUK电路自身及其后端负载所形成的等效阻抗，当等效阻抗与风力发电机内阻匹配时，风力发电机输出当前可以输出的最大电功率。

其中，所述输入信号包括输入到控制器的直流电压、直流电流以及风力发电机输出电压的频率。

进一步，其中的B包括以下步骤：

a根据采样得到的直流电压、直流电流，将两者相乘，得到风力发电机当前的即时输出功率；

b控制电路根据采样得到的风力发电机输出电压的频率，经过BP神经网络的计算，得到当前风力发电机的参考输出功率；

c将计算得到的风力发电机当前的即时输出功率与风力发电机的参考输出功率作比较，得到功率误差，再将功率误差进行比例积分运算，得到PWM脉冲波的占空比并输至驱动电路。

进一步，控制器在计算当前风力发电机的参考输出功率之前，以当前风力发电机输出电压的频率和发电机当前输出功率作为输入因子、发电机能够输出的最大电功率为输出因子，在控制器内部形成一套学习样本，对BP神经网络进行训练，并根据训练误差不断修改各权值，直至BP神经网络的自学习完成。

进一步，在控制器的运行过程中，BP神经网络可同时不间断地进行自学习。

本发明提供的一种新型风力发电机控制器，包括采样电路、控制电路、CUK电路、驱动电路，所述采样电路的输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与CUK电路的输入端连接。

进一步，所述采样电路可对输入到控制器的直流电压、直流电流以及风力发电机输出电压的频率进行采样。

本发明的有益效果是：本发明的控制方法可以提高风力发电机组对风能的捕获能力，使得离网型风力发电机控制器具备快速风能最大功率跟踪的功能，本发明的风力发电机控制器增加了对风力发电机输出功率的控制功能，可以在风速变化频繁、负载变化较大的情况之下，能跟踪可捕获的最大风能，控制风力发电机发出尽量多的电能，提高了发电效率，有效节省了能源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的控制器的结构框图。

具体实施方式

参照图1，本发明的一种新型风力发电机控制器，包括采样电路、控制电路、CUK电路、驱动电路，所述采样电路的输出端与控制电路的输入端连接，控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与CUK电路的输入端连接。

其中，各部分电路的主要功能如下：

采样电路，其主要作用是对输入到控制器的直流电压、直流电流及风力发电机输出电压的频率进行采样，并将采样结果输送至控制电路。

控制电路，其主要作用是根据采样电路采样到的直流电压、直流电流、发电机转速，进行最大功率跟踪算法的计算，并根据计算得到的结果，对CUK电路进行控制。