[发明专利]一种风力发电机组的最大功率点跟踪方法

摘要

一种风力发电机组的最大功率点跟踪方法，计算风能利用系数C_p、叶尖速比λ和，当，实际工作点在最大风能利用系数点的左侧，风力机的叶尖速比小于最佳叶尖速比，此时增加叶片转速；，实际工作点在最大风能利用系数点的右侧，风力机的叶尖速比大于最佳叶尖速比，此时减小叶片转速；，实际工作点在最大风能利用系数点，风力机的实际叶尖速比等于最佳叶尖速比，风力机运行在最佳状态。将此最佳转速与风力机的实际转速相减，它们的差值经过PI电流控制转换成控制电流i_d^*，i_d^*与风力发电机组的实际电流i_d进行求差运算，差值输入到PWM调制，同时0与风力发电机组实际电流i_q的差值也输入到PWM调制，调制结果控制驱动电路，实现最大功率点跟踪。

主权项

1、一种风力发电机组的最大功率点跟踪方法，其特征在于：(1)首先利用采样得到风力机的机械输出功率Pm和风力机的输入功率Pw，根据公式$C_p=\frac{P_m}{P_w}计算出风能利用系数Cp，并根据此时风速v和风力机叶片转速nw，利用公式$ \lambda =\frac{R_w{\omega }_w}{v}=\frac{\pi R_w{n}_w}{30v}计算出此时刻的叶尖速比\lambda ，其中公式中的Rw为风力机的叶轮半径；(2)然后利用dCp＝Cp-Cpb，d\lambda ＝\lambda -\lambda b计算出dCp和d\lambda ，判断d\lambda 是否为0，式中Cpb为前一时刻的风能利用系数，\lambda b为前一时刻的叶尖速比，；如果d\lambda ＝0，且dCp＝0，不需要调整风力机叶片转速；如果d\lambda ＝0，dCp＞0则增加风力机叶片转速，从而使叶尖速比增大；如果d\lambda ＝0，dCp＜0，则减小风力机叶片转速，使叶尖速比减小；(3)如d\lambda \ne 0，$ \frac{{\mathrm{dC}}_p}{\mathrm{d\lambda }}=0,说明风力机运行在最佳状态，不需要调整；如果d\lambda \ne 0，$ \frac{{\mathrm{dC}}_p}{\mathrm{d\lambda }}>0,说明风力机实际工作点在最大风能利用系数点的左侧，此时应增加叶片转速从而增加叶尖速比；如果d\lambda \ne 0，$ \frac{{\mathrm{dC}}_p}{\mathrm{d\lambda }}<0说明风力机实际工作点在最大风能利用系数点的右侧，此时应减小叶片转速从而减小叶尖速比。(4)判断完此过程后，把该时刻的风能利用系数Cp和叶尖速比\lambda 赋给Cpb和\lambda b为下一次循环提供数据；按照步骤(1)至(3)循环运算，直到找到$ \frac{{\mathrm{dC}}_p}{\mathrm{d\lambda }}=0的最佳转速；(5)确定出最佳转速后，将此最佳转速w*与风力机的实际转速w求差，差值\Delta w通过PI电流控制技术转换成一个控制电流id\; *；风力发电机定子三相电流ia，ib，ic通过d，q变换算法得到d，q坐标系下的直轴电流分量id和交轴电流分量iq；id\; *与id作差得到差值电流isd\; *，0与iq\; 作差得到差值电流isq\; *；isd\; *和isq\; *一起输入到PWM调制，经过调制后，输出控制参量来驱动控制电路，使风力发电机组在最佳转速状态下运行，实现了最大功率点跟踪。$$$$$$