[发明专利]离网型风力发电系统的最大功率跟踪方法及其控制装置

权利要求书

1.一种离网型风力发电系统的最大功率跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）利用控制装置检测风力发电机的转速及输出功率；

（2）利用控制装置中的DSP控制电路模块，依据步骤（1）中的转速及输出功率参数，通过爬山法及比例控制法分别计算本采样周期的占空比；

（3）DSP控制电路模块将步骤（2）中的两个占空比叠加作为升压电路占空比，然后乘以开关周期得到升压电路功率开关的导通时间；

   （4）步骤（3）中DSP控制电路模块计算得出的导通时间控制信号，经驱动电路功率放大后对升压电路功率开关的开通与关断进行控制，实现离网型风力发电系统的最大功率跟踪。

2.根据权利要求1所述的离网型风力发电系统的最大功率跟踪方法，其特征在于：所述步骤（2）中的爬山法为：

    如果                                                且或者且，即功率变化量与转速变化量的乘积，则减少占空比，即；

如果且或者且，即功率变化量与转速变化量的乘积，则增加占空比，即；

    上述参数中：为本采样周期检测到的发电机转速为；为本采样周期计算得到的发电机输出功率为；上一个采样周期检测到的发电机转速；为上一个采样周期计算得到的发电机输出功率；为本采样周期计算的占空比；为上一个采样周期计算得到的占空比；为占空比变化步长。

3.根据权利要求1所述的离网型风力发电系统的最大功率跟踪方法，其特征在于：所述步骤（2）的比例控制法的计算公式为：，

上式中，为本采样周期检测到的发电机转速；为经过风力机功率曲线公式计算得到的在转速下的参考功率；为发电机输出功率；为比例系数；为本采样周期比例控制法计算得到的占空比；

其中，风力机功率曲线公式具体为：，

    上式中，为风力机额定功率；为风力机的额定转速；为风力机开始发出功率的转速。

4.根据权利要求1所述的离网型风力发电系统的最大功率跟踪方法中所用的控制装置，包括发电机、整流电路模块和升压电路模块，整流电路模块的输入端与发电机的三相输出端连接，整流电路模块的输出端与升压电路模块的输入端连接，升压电路模块的输出端与负载连接，其特征在于：所述整流电路模块的输出端连接有输入电流采样电路模块和输入电压采样电路模块，所述发电机的三相输出端连接有发电机转速测量电路模块，所述发电机转速测量电路模块、输入电压采样电路模块和输入电流采样电路模块分别将发电机的转速、升压电路模块的输入电压和输入电流转换为弱电信号并经电平抬高之后送入DSP控制电路模块，所述DSP控制电路模块根据改进型最大功率跟踪方法实时计算出升压电路模块的占空比，并转换为升压电路模块功率开关器件的导通时间，生成PWM控制信号，通过高速I/O口将PWM控制信号输出至驱动电路模块，所述驱动电路模块接收来自DSP控制电路模块的控制信号，控制信号经放大之后去控制升压电路模块的功率开关器件的通断。

5.根据权利要求4所述的离网型风力发电系统的最大功率跟踪方法中所用的控制装置，其特征在于：所述DSP控制电路模块采用DSP-TMS320LF2407A型控制器。