[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

摘要

本发明公开了一种开关磁阻电机风力发电系统的最大风能跟踪方法，通过对开关磁阻电机转速的直接控制，可根据转速和输出功率的联动变化，快速追踪到最佳转速，以确保在特定风速下发电系统的风能利用率最高，当风速发生变化时，风力发电系统的风力曲线会发生变化，可重新按照跟踪方法，确认最佳转速；当风速变化时，可快速判断输出功率大幅变化，根据功率变换方向，即可判断风速的变化趋势，并给出转速调整方向，实现快速跟踪；避免因风力机输出功率减小导致的失稳现象，且具有较高的快速性，可在稳定风速和变风速下实现最大风能跟踪。

主权项

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发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nm和nm+1，其中nm为前一时刻Tm转速，nm+1为后一时刻Tm+1转速；步骤二：连续地实时采集开关磁阻发电机的转速，当开关磁阻电机转速稳定工作在两组不同转速nm和nm+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pm和pm+1，其中pm为转速nm时刻的输出功率，pm+1为转速为nm+1时刻的输出功率；步骤三：计算后一时刻Tm+1和前一时刻Tm的转速增量Δn＝nm+1‑nm，输出功率增量Δp＝pm+1‑pm，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nl+1＞nl，pl+1≈pl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nl+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nl+1＜nl，pl+1≈pl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nl+1运行；其中，nl为前一时刻Tl转速，nl+1为后一时刻Tl+1转速，pl为转速nl时刻的输出功率，pl+1为转速为nl+1时刻的输出功率，Tl和Tl+1是不同于Tm、Tm+1的两个连续时刻。