[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

说明书

本发明公开了一种风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，包括，分别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；根据风机功率对风机角速度的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；若风速发送变化，则初始化扰动值；否则，则使风机快速跟踪最大功率点，而后观测风机功率的变化情况；若风机功率增加，则不改变扰动值和风机转速方向；若风机功率减小，则令扰动值减半且使风机转速方向反向，并继续观测风机功率的变化情况；当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。本发明提高了最大风能跟踪控制的快速性和稳定性，并且对于干扰具有较强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及风能的技术领域，尤其涉及一种风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法。

背景技术

近些年来，随着能源问题的日益严峻，环境污染日趋严重，给人们的生存和发展带来了很多问题；为此，风能、太阳能等新型可再生能源便得到了普遍的重视。

风能作为一种清洁、无污染、可再生的绿色能源，拥有着广泛的发展前景，也越来越受到人们的欢迎，但是，由于风的随机性和不确定性，如何控制风电系统以便从风力资源中获得最大电能，实现最大功率输出，已成为人们面临的一个重大难题。

目前已有的技术很难满足系统对快速性和稳定性的要求，且难以达到较好的追踪效果。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法，能够快速而准确的实现最大功率追踪，避免了风的不确定性给跟踪结果带来的误差影响。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：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，则初始化所述扰动值；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。

作为本发明所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法的一种优选方案，其中：所述计算斜率包括，

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，P_T(n-1)为控制周期为n-1的风机角速度。

作为本发明所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法的一种优选方案，其中：所述设定扰动值包括，

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。

作为本发明所述的风电机组主控制系统的最大风能跟踪控制方法的一种优选方案，其中：所述调整风机角速度扰动大小的系数包括，

其中，λ为叶尖速比，α为桨距角。