[发明专利]一种开关磁阻电机风力发电系统的最大风能跟踪方法

权利要求书

1.一种开关磁阻电机风力发电系统的最大风能跟踪方法，所述开关磁阻电机风力发电系统中开关磁阻电机与风力机直驱连接，其特征在于，包括，步骤一:采用转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以直接控制开关磁阻电机转速，从而控制发电系统在风速不变的情况下工作在两组不同转速n_m和n_m+1，其中n_m为前一时刻T_m转速，n_m+1为后一时刻T_m+1转速；

步骤二：连续地实时采集开关磁阻电机的转速，当开关磁阻电机转速稳定工作在两组不同转速n_m和n_m+1时，采集不同转速时刻开关磁阻电机的发电电流和发电电压，并计算输出功率p_m和p_m+1，其中p_m为转速n_m时刻的输出功率，p_m+1为转速为n_m+1时刻的输出功率；

步骤三：计算后一时刻T_m+1和前一时刻T_m的转速增量Δn＝n_m+1-n_m，输出功率增量Δp＝p_m+1-p_m，和转速增量与输出功率增量之比：K是比例系数，K＞0；

步骤四：当大于零时，开关磁阻电机转速越高，输出功率越大，转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以提高转速，直到n_l+1＞n_l，p_l+1≈p_l时，判定在恒定风速的情况下风力发电系统的风能利用率最高，保持开关磁阻电机转速n_l+1运行；当小于零时，开关磁阻电机转速越高，输出功率越小，转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以减小转速，直到n_l+1＜n_l，p_l+1≈p_l时，判定在恒定风速的情况下风力发电系统的风能利用率最高，保持开关磁阻电机转速n_l+1运行；其中，n_l为前一时刻T_l转速，n_l+1为后一时刻T_l+1转速，p_l为转速n_l时刻的输出功率，p_l+1为转速为n_l+1时刻的输出功率，T_l和T_l+1是不同于T_m、T_m+1的两个连续时刻；

步骤五：当风力发电系统的风能利用率最高，开关磁阻电机保持最佳转速运行时，输出功率突变，判定风速发生变化；只要是风速发生变化，风力发电系统的风能利用率会发生变化，执行步骤一，以重新确定在变化后的风速的情况下，风力发电系统的风能利用率最高时对应的开关磁阻电机最佳转速。

2.一种开关磁阻电机风力发电系统的最大风能跟踪方法，所述开关磁阻电机风力发电系统中开关磁阻电机与风力机直驱连接，其特征在于，包括，步骤一:采用转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以直接控制开关磁阻电机转速，从而控制发电系统在风速不变的情况下工作在两组不同转速n_m和n_m+1，其中n_m为前一时刻T_m转速，n_m+1为后一时刻T_m+1转速；

步骤二：连续地实时采集开关磁阻电机的转速，当开关磁阻电机转速稳定工作在两组不同转速n_m和n_m+1时，采集不同转速时刻开关磁阻电机的发电电流和发电电压，并计算输出功率p_m和p_m+1，其中p_m为转速n_m时刻的输出功率，p_m+1为转速为n_m+1时刻的输出功率；

步骤三：计算后一时刻T_m+1和前一时刻T_m的转速增量Δn＝n_m+1-n_m，输出功率增量Δp＝p_m+1-p_m，和转速增量与输出功率增量之比：K是比例系数，K＞0；

步骤四：当大于零时，开关磁阻电机转速越高，输出功率越大，转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以提高转速，直到n_l+1＞n_l，p_l+1≈p_l时，判定在恒定风速的情况下风力发电系统的风能利用率最高，保持开关磁阻电机转速n_l+1运行；当小于零时，开关磁阻电机转速越高，输出功率越小，转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以减小转速，直到n_l+1＜n_l，p_l+1≈p_l时，判定在恒定风速的情况下风力发电系统的风能利用率最高，保持开关磁阻电机转速n_l+1运行；其中，n_l为前一时刻T_l转速，n_l+1为后一时刻T_l+1转速，p_l为转速n_l时刻的输出功率，p_l+1为转速为n_l+1时刻的输出功率，T_l和T_l+1是不同于T_m、T_m+1的两个连续时刻；

步骤五：当风力发电系统的风能利用率最高，开关磁阻电机保持最佳转速运行时，输出功率突变，判定风速发生变化；如果输出功率增大，则判定风速增大，开关磁阻电机转速越高，输出功率越大，转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以提高转速，直到输出功率变化不大时，判定在变化后的风速的情况下风力发电系统的风能利用率最高，保持开关磁阻电机最佳转速运行；如果输出功率减小，则判定风速减小，开关磁阻电机转速越高，输出功率越小，转速PID控制器调整开关磁阻电机的励磁电流以减小转速，直到输出功率变化不大时，判定在变化后的风速的情况下风力发电系统的风能利用率最高，保持开关磁阻电机最佳转速运行。