[发明专利]基于环境因素的风机功率信号反馈方法

权利要求书

1.基于环境因素的风机功率信号反馈方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、通过实验或者仿真得到标准空气密度下的最优功率曲线；

步骤二、根据气象资料或安装传感器实时得到机舱外温度和相对湿度，结合风机的海拔高度，对步骤一中的最优功率曲线进行修正，获得修正系数K；

步骤三、利用步骤二中的修正系数和步骤一中的标准温度下的最优功率曲线的参考有功功率，得到修订后的最优功率曲线的参考有功功率；

步骤四、根据步骤三中修订后的最优功率曲线的参考有功功率计算风机电磁力矩参考值，进而计算D轴转子电流参考值，将该D轴转子电流参考值输入变频器进行风机控制，从而在环境因素干扰的情况下实现对风机的控制，其特征在于，步骤二中，根据气象资料或安装传感器实时得到机舱外温度和相对湿度，结合风机的海拔高度，对步骤一中的最优功率曲线进行修正，获得修正系数的具体过程为：

当温度小于等于30℃时，不考虑湿度的影响，修正系数K为：

式中，表示实际温度下的最优功率曲线的参考有功功率，表示标准温度下的最优功率曲线的参考有功功率，ρ₁为实际温度下的空气密度，ρ₀为标准温度下的空气密度，常温为15℃，标准温度T₀为15+273.15＝288.15K，L为0.0065K/m，H为高度，单位为m，R为8.31447J/(mol.K)，g为9.80665m/s²，M为0.0289644kg/mol，T_C为实际温度；

当温度大于30℃时，同时考虑温度和湿度的影响，修正系数K为：

式中，标准大气压P₀为101325Pa，C₀为6.1078，C₁为7.5，C₂为237.3，相对湿度定义为实际水蒸气压力和饱和水蒸气压力的比值，计为PH％。

2.根据权利要求1所述的基于环境因素的风机功率信号反馈方法，其特征在于，步骤一中，通过实验或者仿真得到标准空气密度下的最优功率曲线的具体过程为：

步骤一一、根据风力机风能利用系数与叶尖速比的数学关系确定最优叶尖速比；

步骤一二、通过实验或者仿真，对风机分别输入N m/s的风速，其中，N取5m/s、6m/s、7m/s、8m/s、9m/s、10m/s、11m/s、12m/s，改变最优功率曲线的参考有功功率，观察叶尖速比；

步骤一三、当步骤一二中的叶尖速比等于步骤一一中的最优叶尖速比时，记录此时的风机转速和参考有功功率；

步骤一四、根据风机转速和参考有功功率采用插值法等量分配最优功率曲线的各控制点，从而得到标准空气密度下的最优功率曲线。

3.根据权利要求1所述的基于环境因素的风机功率信号反馈方法，其特征在于，步骤三中，利用步骤二中的修正系数和步骤一中的标准温度下的最优功率曲线的参考有功功率，得到修订后的最优功率曲线的参考有功功率的具体过程为：

公式1中得到的修正系数K和公式2中得到的修正系数K分别乘以标准温度下的最优功率曲线的参考有功功率得到修订后的最优功率曲线的参考有功功率为：

4.根据权利要求1所述的基于环境因素的风机功率信号反馈方法，其特征在于，步骤四中，根据步骤三中修订后的最优功率曲线的参考有功功率计算风机电磁力矩参考值，进而计算D轴转子电流参考值的具体过程为：

根据修订后的最优功率曲线的参考有功功率结合公式：

获得风机电磁力矩参考值T_ref，

式中，ω_r为转子转速，

进而得到输入变频器进行风机控制的D轴转子电流参考值I_{dr_ref}为：

式中，U_d为d轴电压。