[发明专利]一种全液压风-潮汐混合发电设备的控制方法

说明书

本发明公开了一种全液压风‑潮汐混合发电设备的控制方法，包括以下控制方式：1)电动变桨控制，在中央控制器内部预置的模糊PID算法中设置额定风速时的基准电压值，通过风速风向仪反馈即时风速的电压信号与基准电压值进行比较，决定是否进行风动叶轮的电动变桨操作；潮汐叶轮采用同样的控制方法；2)将风能采集器上的转速转矩传感器一和潮汐能采集器上的转速转矩传感器二转速信号以及两个变量泵的排量信号，一起输入中央控制器中，运用模糊PID算法进行处理，根据处理结果控制分流阀的开度；3)最佳功率追踪控制；4)液压系统压力调节控制。本发明的方法，控制灵活，可靠性高，发电效率高。

技术领域

本发明属于混合发电控制技术领域，涉及一种全液压风-潮汐混合发电设备的控制方法。

背景技术

海上风电具有能源储量巨大、资源持续稳定、低环境影响等优点，相比陆上风电具有高风速、低风切变、低湍流、高产出、使用寿命长的优势。然而，海上风电机组复杂多变的运行工况、高发的机械故障率、昂贵的维修成本等已成为制约海上风电发展的障碍。

传统的风力发电机组主要有双馈式和直驱式，但两种类型的风力发电机组在结构特性、控制方法及其两者的匹配上存在诸多的问题。与传统双馈和直驱机型相比，液压传动系统功重比高，替代了双馈机型的齿轮箱，避免了直驱机型庞大的永磁发电机。液压传动减速比实时调整，可采用电励磁同步发电机，省掉整流逆变装置，具有提高发电质量，便于维护等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种全液压风-潮汐混合发电设备的控制方法，解决了现有技术风力发电机组在结构特性、控制方法及其两者的匹配上，存在运行工况复杂多变、机械故障高发、维修成本昂贵的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种全液压风-潮汐混合发电设备的控制方法，利用一种全液压风-潮汐混合发电设备，包括以下控制方式：

1)电动变桨控制

利用风速风向仪输出的电压与风速成正比关系，直接将风速信号转为电信号；在中央控制器内部预置的模糊PID算法中设置额定风速时的基准电压值，通过风速风向仪反馈即时风速的电压信号与基准电压值进行比较，决定是否进行风动叶轮的电动变桨操作；

潮汐叶轮采用同样的控制方法；

2)分流阀的开度控制

将风能采集器上的转速转矩传感器一和潮汐能采集器上的转速转矩传感器二转速信号以及两个变量泵的排量信号，一起输入中央控制器中，运用模糊PID算法进行处理，根据处理结果控制分流阀的开度；

3)最佳功率追踪控制

利用转矩平衡的方法调节叶轮转速，通过调节变量泵排量，使变量泵产生的反作用转矩为当前风速条件下的最优转矩；

4)液压系统压力调节控制。

本发明的有益效果是，包括以下方面：

1)采用模糊PID控制器。运用模糊数学的基本理论和方法，中央控制器25根据实际的风速，流速，流量，压力、转矩等信号的输入，运用模糊推理，实现对PID参数的最佳调整。

2)利用转矩平衡的方法调节叶轮转速。通过调节变量泵排量，使变量泵产生的反作用转矩为当前风速条件下的最优转矩。让叶轮在额定风速下，保持最优转矩，实现最大能量捕获。

3)根据两个变量泵输出流量，控制分流阀的开度。一方面解决了由于风塔过高，向风泵供给水困难的问题；另一方面多余的流量可直接经变截面喷嘴对冲击式水轮机进行冲击，提高能量利用效率。

4)根据变量泵输出流量，控制变截面喷嘴的截面积，实现液压传动系统的恒压工作。

附图说明

图1为本发明方法控制对象的风-潮汐混合发电机组结构示意图；