[发明专利]一种风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法

权利要求书

1.一种风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，其特征在于：包括，

分别利用功率计和测速仪对风机的风机功率和风机角速度进行采样，并计算风机功率对风机角速度的斜率；

根据所述斜率设定风机角速度的扰动值，并通过负载观测器观测风速是否变化；

若所述风速发生变化，则初始化扰动值；否则，则使所述风机快速跟踪最大功率点，而后观测所述风机功率的变化情况；

若所述风机功率增加，则不改变所述扰动值和风机转速方向；若所述风机功率减小，则令所述扰动值减半且使所述风机转速方向反向，并继续观测所述风机功率的变化情况；

当所述风机功率不再变化时，获得最大风能，进而完成最大风能跟踪控制；

其中，根据下式计算斜率：

其中，K为所述风机功率对风机角速度的斜率，P_T(n)为控制周期为n的风机功率，P_T(n-1)为控制周期为n-1的风机功率，ω_T(n)为控制周期为n的风机角速度，ω_T(n-1)为控制周期为n-1的风机角速度；

所述设定风机角速度的扰动值包括，

ω＝K_p*K

其中，ω为所述风机角速度的扰动值，K_p为调整风机角速度扰动大小的系数；

通过改变所述调整风机角速度扰动大小的系数的大小来设定所述扰动值；

所述调整风机角速度扰动大小的系数为：

其中，λ为叶尖速比，α为桨距角。

2.如权利要求1所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，其特征在于：所述叶尖速比包括，

其中，R为风机叶片半径，v为所述风机风速。

3.如权利要求2所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，其特征在于：所述负载观测器包括，

基于Lyapunov函数设计所述负载观测器，其数学模型如下所示：

v＝e(aω_T(n)-bi_q+ω_T(n))

其中，a和b为系统参数，J为发电机转子及负载惯量，B为转动阻尼系数，i_q为q轴的等效电枢电流分量。

4.如权利要求3所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，其特征在于：所述q轴的等效电枢电流分量包括，

其中，z为给定的增益系数，k为加权系数，Q为风机转矩。

5.如权利要求4所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，其特征在于：所述初始化扰动值包括，

令所述风机角速度的扰动值为零。

6.如权利要求5所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，其特征在于：还包括，

当所述风机功率不再变化时，此时的风机功率达到最大值。