[发明专利]一种风力发电最大功率跟踪控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电最大功率跟踪控制方法。

背景技术

变速风电系统中常采用的风能最大功率点追踪控制(MPPT)的策略有如下两种：

1.采用风速信号的控制方法

此方法需直接检测当前风速，然后通过特性曲线获得对应的最佳叶尖速比，控制转速。此方法不但需要高精度的测量仪，而且风力机周围气流受叶片扰动较大，会使风机叶片上各点风速都不相同，难以准确测量。

2.采用功率信号的控制方法

常用的爬山法和模糊控制法都属于这类。爬山法通过实时测量风力机转速和输出功率，利用经典学寻优方法追踪最大输出功率点。此方法虽避免了测量风速的问题，但需要实时测量风力机输出功率及风机转速。模糊控制法中需利用神经网络校正特性曲线。但实际运行中风速变化快，神经网络很难获得准确的结构，且模糊控制方法需要确定未知的隶属度函数、变化的语言规律、推理规则等，这更增加了系统的复杂度。

发明内容

针对上述背景技术中提到现有风力发电最大功率跟踪控制方法测量进度不高、过程复杂等不足，本发明提出了一种风力发电最大功率跟踪控制方法。

本发明的技术方案是，一种风力发电最大功率跟踪控制方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：采集现场各指定速下发电机的输出电压数据和对应的输出功率数据；

步骤2：将采集的输出电压数据组成第一输入参考序列，将发电机的实时输出电压数据组成第一比较序列，通过指定方法预测出上述两个序列的灰关联系数，得到此刻电压对应的最大输出功率值；

步骤3：将采集的输出功率数据组成第二输入参考序列，将步骤2得到的最大输出功率值组成第二比较序列，通过指定方法预测出BUCK变换桥的占空比；

步骤4：将占空比信号送至脉冲宽度调制信号产生模块，使得发电机输出功率最大。

所述灰关联系数的计算公式为：

ri(x0(k),xi(k))=Δmin+ξΔmaxΔi(k)+ξΔmax]]>

其中：

r_i(x₀(k)，x_i(k))为参考序列X₀的第k个数据x₀(k)和比较序列X_i第k个数据的灰关联系数；

Δ_i(k)为X₀和X_i的第k点x₀(k)和x_i(k)的绝对差；

Δ_max为相邻两级风对应的输出电压的最大差；

Δ_min为相邻两级风对应的输出电压的最小差；

ξ为分辨系数，ξ∈(0，1]。

所述最大输出功率值的计算公式为：