[发明专利]风力发电机组的最优增益参数在线优化方法与系统

说明书

本发明公开了一种风力发电机组的最优增益参数在线优化方法与系统，确定最优增益参数的优化范围及优化步长；采用穷举法，通过对最优增益参数的优化区间内的每个参数进行性能指标的计算，并对比各个性能指标值找到最大性能指标对应的最优增益参数值，将其作为本次循环的最优增益参数值；确定列表循环计数值和寻优阈值，循环寻优列表，得到多次循环的最优增益参数；判断寻优结束条件是否满足，不满足寻优结束条件，重复上述步骤，满足则得到机组最终增益参数。本发明在不增加硬件成本的条件下，提高机组最优增益参数准确性，优化机组的转速转矩曲线，提升机组发电量。

技术领域

本发明涉及一种风力发电机组的最优增益参数在线优化方法与系统。

背景技术

风力发电是一种将风能转化为电能的发电方式。近年来随着风电在电网中占比越来越高，对风电机组性能的要求也日益增高，尤其是如何提升机组在低风速段发电量。在风机功率满发之前多采用最佳转速控制技术，该区域也称为最大能量跟踪区域，机组运行在该区域时，发电机转矩等于发电机转速平方与最优增益的乘积。而最优增益值和机组风轮半径、最佳叶尖速比、风能利用系数、空气密度等多个因素有关。其中最优叶尖速比和风能利用系数等由机组自身气动特性确定，由于叶片的制造过程中存在一定的偏差，引起最优叶尖速比和风能利用系数理论值与设计值的不同，同时空气密度受到机组所处环境温度、气压等因素变化的影响。

现有控制策略常采用年平均空气密度或通过增加传感器实时测量外围环境密度值来计算机组最优增益值。由于空气密度受温度、气压等因素的影响较大，采用固定空气密度值得到的最优增益值往往较实际值有较大差异，而通过增加外部传感器实时测量空气密度虽然增加最优增益参数的准确性，但是会产生相应的采购、安装和维护成本。因此，在不增加成本的条件下提高机组最优增益参数的准确性，对提升机组低风速段发电量有着重要意义。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种风力发电机组的最优增益参数在线优化方法与系统。

本发明的第一目的是提供一种风力发电机组的最优增益参数在线优化方法，该方法能够自适应地优化机组控制参数，提升机组的发电量。

本发明的第二目的是提供基于上述方法的系统，实现外界环境参数变化时，在线对增益参数进行优化，得到机组转速—转矩曲线中的最优增益参数值，以提高机组的运行性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风力发电机组的最优增益参数在线优化方法，包括以下步骤：

确定最优增益参数的优化范围及优化步长；

采用穷举法，通过对最优增益参数的优化区间内的每个参数进行性能指标的计算，并对比各个性能指标值找到最大性能指标对应的最优增益参数值，将其作为本次循环的最优增益参数值；

确定列表循环计数值和寻优阈值，循环寻优列表，得到多次循环的最优增益参数；

判断寻优结束条件是否满足，不满足寻优结束条件，重复进行循环，满足则得到机组最终增益参数。

进一步的，在最大能量跟踪区域内进行最优增益在线优化。

进一步的，在确定性能指标时，排除风速波动、机组非正常发电以及电网限功率情况对性能指标的影响。

进一步的，在优化前确定优化列表长度和优化步长。

进一步的，在某一固定的最优增益下选取机组最大风能跟踪区间对应的风速范围，记录对应风速下的功率值，对采集到的不同风速区间内的功率值进行加权操作；

进一步的，根据选取机型的动态功率曲线，求取每个风速对应的功率权重值和功率代表值，计算对应的最优增益值下的功率曲线的性能。

进一步的，在循环前，设置列表循环计数值和寻优阈值，将寻优阈值作为为寻优结束的判断条件。