專利名稱：直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟蹤控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的直驅(qū)永》茲同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟蹤控制方法，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟和工程化運(yùn)用，使得風(fēng)電事業(yè)在世界各國受到重視和大力發(fā)展，隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量的快速增長，人們越來越重-見風(fēng)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)電效益。直驅(qū)永萬茲同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于省去了笨重的齒輪箱傳動機(jī)構(gòu)，不僅降低了機(jī)械故障率，還提高了機(jī)組發(fā)電效率，因而成為風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢。由于風(fēng)輪機(jī)的特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)特性，其吸收的機(jī)械功率的大小，不僅取決于作用風(fēng)速的大小，還取決于機(jī)組轉(zhuǎn)速，因而如何調(diào)節(jié)機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使機(jī)組實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲，成為風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制技術(shù)的關(guān)鍵。
為實(shí)現(xiàn)機(jī)組的最大風(fēng)能捕獲，風(fēng)電機(jī)組采用的運(yùn)行控制技術(shù)有多種，總
體上分為控制機(jī)組的輸入轉(zhuǎn)矩和控制機(jī)組的輸出轉(zhuǎn)矩，典型做法有(1)當(dāng)風(fēng)速改變時(shí)，按照廠家給定的優(yōu)化的輸出功率《和風(fēng)速v的《-v曲線，相
應(yīng)調(diào)整和保證機(jī)組的輸出功率。該方法的缺陷是必須依賴于風(fēng)速的高精度測量，而工程實(shí)際中，MPF級機(jī)組的風(fēng)輪面積很大，以哪一個(gè)測點(diǎn)的風(fēng)速測量值作為機(jī)組實(shí)際等效受力風(fēng)速，還需要進(jìn)一步研究，因而相對于每個(gè)測點(diǎn)風(fēng)速下的最大風(fēng)能捕獲運(yùn)行點(diǎn)的跟蹤，其調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)速度無法保證。
(2 )根據(jù)風(fēng)輪機(jī)吸收的機(jī)械功率表達(dá)式^ =丄Cp;oSV3 ，式中Cp為風(fēng)能捕
獲系數(shù)，p為空氣密度(Ag/w3 ), S為風(fēng)輪面積(附2), v為葉輪的上游風(fēng)速(w"),求得作用在轉(zhuǎn)子上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩為7^ 作相應(yīng)的推導(dǎo)，
有71=;^,2，系數(shù)、,二(Cp/^(^)3,義為葉尖速比，義=^, 7 為葉
輪半徑(m ),以此作為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)指令，調(diào)節(jié)機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使機(jī)組跟蹤最大風(fēng)能捕獲運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行。該方法的缺陷是在系數(shù)、,計(jì)算時(shí)，也需
要直接運(yùn)用到風(fēng)速v測量值，因而調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)速度也無法保證。(3)按
d尸
照風(fēng)輪機(jī)吸收的機(jī)械功率&滿足~^ = 0的控制目標(biāo)，運(yùn)用爬山類方法，多次試探性地增加或減少轉(zhuǎn)速指令步長，等機(jī)組再次穩(wěn)定后，計(jì)算最近兩次功率的大小并比較判斷~^ = 0的變化趨勢，保留好的趨勢，等機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行
d尸
后，繼續(xù)試探，直至j = o,使機(jī)組運(yùn)行于最大風(fēng)能捕獲運(yùn)行點(diǎn)。理論上
來說，該方法具有一定的合理性，其工程實(shí)現(xiàn)的缺陷是風(fēng)速的隨機(jī)性和快變性(很少有幾秒不變的)，決定了控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)必須具有快速性，爬山類方法的試探性及調(diào)節(jié)過程的"等待性"不能適應(yīng)快速控制的需求?？傊F(xiàn)有的運(yùn)行控制技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)機(jī)組最大風(fēng)能捕獲的快速準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)控制方面需要進(jìn)一步優(yōu)化。
當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，理想的機(jī)組運(yùn)行方式是風(fēng)速變化到某一個(gè)值，此時(shí)刻，最好是^L組的轉(zhuǎn)速正好運(yùn)^f亍于與該風(fēng)速值相對應(yīng)的最佳值，當(dāng)然這種狀態(tài)，只有在對風(fēng)速準(zhǔn)確預(yù)估的情況下，且需要通過快速的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)策略，提前使做不到的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種快速精確度高的直驅(qū)永磁同步風(fēng)電發(fā)電機(jī)組最大風(fēng)能捕獲跟蹤控制方法。該方法利用風(fēng)速的相對變化信息，準(zhǔn)確確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)目標(biāo)的大小和方向，使風(fēng)輪機(jī)吸收的機(jī)械功率&滿足d尸
2 = 0的最大風(fēng)能捕獲運(yùn)行點(diǎn)控制要求，又減少了控制運(yùn)算的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)
了快速準(zhǔn)確的控制。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明直驅(qū)永^磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟蹤控制方法，其特征在于包括如下步驟
第一步判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)的增加或減少的方向和調(diào)節(jié)量
的大小，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行于風(fēng)速為v。、輸出功率為/;。、轉(zhuǎn)速為
A的運(yùn)行點(diǎn)，當(dāng)當(dāng)前風(fēng)速v。改變?yōu)閊，調(diào)節(jié)如下
當(dāng)v一v。則轉(zhuǎn)速向增大的方向調(diào)節(jié)，當(dāng)^〈v。則轉(zhuǎn)速向減小方向調(diào)節(jié)，風(fēng)速變化量為Av = k — v。|,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量的大小為Aw = AWL, / A ,轉(zhuǎn)第二步；
當(dāng)V^V。，直接轉(zhuǎn)第三步，其中義_為最佳葉尖速比，義_=^~, A為
葉輪半徑，6^為對應(yīng)于葉輪的上游風(fēng)速V的最佳轉(zhuǎn)速，下同；
第二步采用第 一 步所述的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量Aw得到轉(zhuǎn)速指令
1 31
2 P 2 P 義
采用輸出功率指令尸"和電網(wǎng)電壓t/得到輸出電流指令乙,=/(V^/)，
氣,=^ + ，輸出功率指令4 = Pm = ^CPpSV3 = ^Cp>aS 將"6c坐標(biāo)下的輸出電流指令/<進(jìn)行坐標(biāo)變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)d《坐標(biāo)下的直軸電流給定值和交軸電流給定值,將直軸電流給定值和交軸電流給定值/ 經(jīng)過變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電流
《"/
達(dá)到設(shè)定值，其中Cp為風(fēng)能捕獲系數(shù)，/7為空氣密度，S為風(fēng)輪面積，i^為
機(jī)械功率；
第三步當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行于調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速^ =0Q+A6;,采用機(jī)械功
率Z^ :丄CpyoSV^丄Cp;oS(^^)3檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速增加和減少的方向的線程當(dāng)2 2 義
d尸 <iP
了！趨于0，則保留轉(zhuǎn)速變化方向，直致f二0才停止，返回第一步；當(dāng)
在才t驗(yàn)過程中風(fēng)速已經(jīng)變化到下一個(gè)新的值，則立即回到第 一步。
本控制方法采取轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)分步實(shí)現(xiàn)的策略，通過轉(zhuǎn)速一次粗調(diào)節(jié)和多次細(xì)調(diào)節(jié)相結(jié)合的方法，提高了調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能最大捕獲運(yùn)行點(diǎn)的精確跟蹤。在轉(zhuǎn)速一次粗調(diào)時(shí)，利用風(fēng)速的相對變化信息，比4交精確地確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)目標(biāo)量，采用調(diào)節(jié)機(jī)組輸出功率的方法，改變風(fēng)輪機(jī)及轉(zhuǎn)子部件的瞬時(shí)段作用轉(zhuǎn)矩，使其獲得瞬時(shí)加減速轉(zhuǎn)矩，而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的快速調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)速多次細(xì)調(diào)節(jié)時(shí)，逐步縮小輸出功率的變化步長，也就是逐步縮小轉(zhuǎn)速的變化步長，確保最大功率點(diǎn)運(yùn)行約束條件的實(shí)現(xiàn)，使得最大風(fēng)能捕獲運(yùn)行點(diǎn)得以精確定位。
本發(fā)明控制方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施的步驟清晰，與機(jī)組其他功能的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)保持獨(dú)立，與變頻器調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的接口簡單，在工程上易于實(shí)現(xiàn)，不影響機(jī)組其他功能調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)4亍。既可以與機(jī)組現(xiàn)有控制器并耳關(guān)切換運(yùn)4于，又可以植入現(xiàn)有控制器的相應(yīng)環(huán)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大風(fēng)能捕獲的快速精確的跟蹤運(yùn)行，顯著提高機(jī)組的發(fā)電效益。
圖1為控制過程框圖。
圖2為控制算法實(shí)現(xiàn)的程序框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明
如圖1所示，本發(fā)明直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大風(fēng)能捕獲快速跟蹤控制方法的具體調(diào)節(jié)步驟如下
第 一步判斷機(jī)組轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)的增加或減少的方向和調(diào)節(jié)量的大小。設(shè)機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行于風(fēng)速v。、輸出功率S。、轉(zhuǎn)速w。運(yùn)行點(diǎn)，現(xiàn)風(fēng)速改變，變?yōu)関,,比較v" v。的大小，如果^〉v。則轉(zhuǎn)速需要向增大的方向調(diào)節(jié)，如果v，〈v。，則轉(zhuǎn)速需要向減小方向調(diào)節(jié)，計(jì)算Av二^-v。|,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量的大小為A^:AWl隨/7 ,義 ^為最佳葉尖速比，對應(yīng)于特定的風(fēng)輪^i且，義麗
為一確定的常數(shù)，義，=^^， W為葉輪半徑(w), w。p,為對應(yīng)于風(fēng)速v的
V
最佳轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)第二步。如果v廣v。，直接轉(zhuǎn)第三步。
第二步取6^二^+A"，計(jì)算7^=/^=(<^;0^3 = |(^/^*
丄 丄
(^^)3，式中Cp為風(fēng)能捕獲系數(shù)，p為空氣密度(Ag/m3)， S為風(fēng)輪面
義
max
積(m2), v為葉輪的上游風(fēng)速(m")，由尸^和電網(wǎng)電壓測量f/，計(jì)算=尸</(V^C/)，按照電壓定向或電流(磁場)定向，進(jìn)行Wc坐標(biāo)到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)々0變換，獲得變頻器調(diào)節(jié)(轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié))輸入的直軸電流給定值^ f、交軸電流給定值/，據(jù)此對變頻器(轉(zhuǎn)速)實(shí)施調(diào)節(jié)，使機(jī)組的輸出電流達(dá)到設(shè)定值，從而進(jìn)行了轉(zhuǎn)速的一步快速和比較精確的調(diào)節(jié)。
當(dāng)風(fēng)速突變時(shí)，為縮短轉(zhuǎn)速一次調(diào)節(jié)的時(shí)間，根據(jù)轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程
/， = 7;—re—do—i)， 7;=尸"0,式中/為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，7;為作
用在轉(zhuǎn)子上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩，7;為作用在轉(zhuǎn)子上的電磁轉(zhuǎn)矩，d為轉(zhuǎn)子所在的機(jī) 械傳動系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，工程上，由于機(jī)械環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)大，而電磁
環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)小，可先快速(在0. 02~0. 04秒內(nèi))反向調(diào)節(jié)機(jī)組的
輸出功率，對機(jī)組轉(zhuǎn)矩突加沖量，促使轉(zhuǎn)速快速變化，如需要轉(zhuǎn)速向增加方
向調(diào)節(jié)時(shí)，先快速(在0.02 - 0.04秒內(nèi))減少機(jī)組發(fā)出的有功功率S為 0. 5《，使轉(zhuǎn)速獲得突然加速的沖量， 一次調(diào)節(jié)后，機(jī)組再按發(fā)出的有功功
率最大功率點(diǎn)對應(yīng)點(diǎn)運(yùn)行，反之，需要轉(zhuǎn)速向減小方向調(diào)節(jié)時(shí)，先快速(在 0. 02 ~ 0. 04秒內(nèi))增加機(jī)組發(fā)出的有功功率《為1. 5《(不超過額定功率，
超過時(shí)設(shè)為額定功率)，使轉(zhuǎn)速獲得突然減速的沖量， 一次調(diào)節(jié)后，機(jī)組再 按發(fā)出的有功功率最大功率點(diǎn)對應(yīng)點(diǎn)運(yùn)行。這樣調(diào)節(jié)，可以大大縮短轉(zhuǎn)速一 次調(diào)節(jié)的時(shí)間，提高調(diào)節(jié)的快速性。
第三步當(dāng)轉(zhuǎn)速運(yùn)行于一次調(diào)節(jié)后的運(yùn)行點(diǎn)^ =0Q+Aw,開始進(jìn)行轉(zhuǎn)
速的細(xì)調(diào)節(jié)，為縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，可以運(yùn)用多線程分開運(yùn)算的策略，如以四個(gè) 線程運(yùn)算為例轉(zhuǎn)速增加和減少的方向各兩個(gè)線程， 一個(gè)線程設(shè)定的轉(zhuǎn)速變 化步長略大， 一個(gè)線程設(shè)定的轉(zhuǎn)速變化步長略小，在這四個(gè)線程中由
& =丄CppSV3 =丄c;ps (M)3分別檢驗(yàn)?zāi)且粋€(gè)線程使風(fēng)輪機(jī)吸收的機(jī)械 2 2 義
d尸
功率&滿足2趨于0的方向，保留該轉(zhuǎn)速變化方向，重復(fù)設(shè)定四個(gè)線程， <^直致二！ = 0才停止，等待下一個(gè)測點(diǎn)風(fēng)速變化，回到第一步。當(dāng)然，如果
權(quán)利要求
1、一種直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟蹤控制方法，其特征在于包括如下步驟第一步判斷風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速需要調(diào)節(jié)的增加或減少的方向和調(diào)節(jié)量的大小，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行于風(fēng)速為v0、輸出功率為Pe0、轉(zhuǎn)速為ω0的運(yùn)行點(diǎn)，當(dāng)當(dāng)前風(fēng)速v0改變?yōu)関1，調(diào)節(jié)如下當(dāng)v1＞v0則轉(zhuǎn)速向增大的方向調(diào)節(jié)，當(dāng)v1＜v0則轉(zhuǎn)速向減小方向調(diào)節(jié)，風(fēng)速變化量為Δv＝|v1-v0|，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量的大小為Δω＝Δvλmax/R，轉(zhuǎn)第二步；當(dāng)v1＝v0，直接轉(zhuǎn)第三步，其中λmax為最佳葉尖速比，<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>λ</mi> <mi>max</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>ω</mi> <mi>opt</mi></msub><mi>R</mi> </mrow> <mi>v</mi></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100278380002C1.tif" wi="30" he="13" top= "103" left = "140" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>R為葉輪半徑，ωopt為對應(yīng)于葉輪的上游風(fēng)速v的最佳轉(zhuǎn)速，下同；第二步采用第一步所述的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量Δω得到轉(zhuǎn)速指令ωref＝ω0+Δω，輸出功率指令<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>ref</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>P</mi> <mi>m</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>C</mi> <mi>P</mi></msub><mi>ρS</mi><msup> <mi>v</mi> <mn>3</mn></msup><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>C</mi> <mi>P</mi></msub><mi>ρS</mi><mo>·</mo><msup> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mi>R</mi><msub> <mi>ω</mi> <mi>ref</mi></msub><mi></mi> </mrow> <msub><mi>λ</mi><mi>max</mi> </msub></mfrac><mo>)</mo> </mrow> <mn>3</mn></msup><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2009100278380002C2.tif" wi="92" he="13" top= "142" left = "91" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>采用輸出功率指令Pref和電網(wǎng)電壓U得到輸出電流指令<maths id="math0003" num="0003" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>I</mi> <mi>ref</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>P</mi> <mi>ref</mi></msub><mo>/</mo><mrow> <mo>(</mo> <msqrt><mn>3</mn> </msqrt> <mi>U</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0003" file="A2009100278380002C3.tif" wi="39" he="7" top= "158" left = "142" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>將abc坐標(biāo)下的輸出電流指令I(lǐng)ref進(jìn)行坐標(biāo)變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)dq坐標(biāo)下的直軸電流給定值id ref和交軸電流給定值iq ref，將直軸電流給定值id ref和交軸電流給定值iq ref經(jīng)過變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電流達(dá)到設(shè)定值，其中CP為風(fēng)能捕獲系數(shù)，ρ為空氣密度，S為風(fēng)輪面積，Pm為機(jī)械功率；第三步當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行于調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速ω1＝ω0+Δω，采用機(jī)械功率<maths id="math0004" num="0004" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>m</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>C</mi> <mi>P</mi></msub><mi>ρS</mi><msup> <mi>v</mi> <mn>3</mn></msup><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>C</mi> <mi>P</mi></msub><mi>ρS</mi><msup> <mrow><mo>(</mo><mfrac> <mrow><mi>R</mi><msub> <mi>ω</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mi>λ</mi></mfrac><mo>)</mo> </mrow> <mn>3</mn></msup> </mrow>]]></math> id="icf0004" file="A2009100278380002C4.tif" wi="69" he="12" top= "236" left = "28" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速增加和減少的方向的線程當(dāng) id="icf0005" file="A2009100278380003C1.tif" wi="9" he="13" top= "29" left = "24" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>趨于0，則保留轉(zhuǎn)速變化方向，直致<maths id="math0005" num="0005" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <msub><mi>dP</mi><mi>m</mi> </msub> <mrow><mi>d</mi><msub> <mi>ω</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow>]]></math> id="icf0006" file="A2009100278380003C2.tif" wi="17" he="13" top= "30" left = "114" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>才停止，返回第一步；當(dāng)在檢驗(yàn)過程中風(fēng)速已經(jīng)變化到下一個(gè)新的值，則立即回到第一步。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟蹤控 制方法，其特征在于所述第二步還包括風(fēng)速突變控制方法，當(dāng)風(fēng)速突變時(shí)， 先快速即在0. 02 ~ 0. 04秒內(nèi)反向調(diào)節(jié)機(jī)組的輸出功率，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn) 矩突加沖量，具體步驟如下a) 當(dāng)轉(zhuǎn)速向增加方向調(diào)節(jié)時(shí)，先在O. 02 - 0.04秒內(nèi)快速減少風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組發(fā)出的有功功率《為0. 5《， 一次調(diào)節(jié)后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組再按發(fā)出的有功功率最大功率點(diǎn)對應(yīng)點(diǎn)運(yùn)行；b) 當(dāng)轉(zhuǎn)速向減小方向調(diào)節(jié)時(shí)，先在0. 02 ~ 0. 04秒內(nèi)快速增加風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組發(fā)出的有功功率《為1. 5《， 一次調(diào)節(jié)后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組再按發(fā)出的有功功率最大功率點(diǎn)對應(yīng)點(diǎn)運(yùn)行，其中增加后的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率 1. 5尸e不超過額定功率，當(dāng)增加后的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率1.5《超過額定功率時(shí)設(shè)為額定功率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟 蹤控制方法，其特征在于所述第三步檢驗(yàn)為多線程檢驗(yàn)，線程數(shù)為4n，其中 n為自然數(shù)，轉(zhuǎn)速增加和減少的方向各2n個(gè)線程。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)能捕獲跟蹤控制方法，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明控制方法包括如下步驟首先，在機(jī)組啟動并網(wǎng)剛開始發(fā)電的過程中，調(diào)節(jié)機(jī)組的轉(zhuǎn)速ω；其次，風(fēng)速改變時(shí)，根據(jù)風(fēng)速傳感器測量的風(fēng)速的相對變化量增加或減少的方向，確定機(jī)組轉(zhuǎn)速控制需要變化的增加或減少的方向，根據(jù)風(fēng)速測量值相對量變化的大小，由葉尖速比λ計(jì)算表達(dá)式，計(jì)算確定轉(zhuǎn)速所需要的控制變化量；再次，通過增加或減少機(jī)組輸出功率的粗調(diào)節(jié)；最后，使風(fēng)輪機(jī)吸收的機(jī)械功率P<sub>m</sub>滿足dP<sub>m</sub>/dω＝0的條件，使機(jī)組運(yùn)行于C<sub>P</sub>-λ曲線的頂點(diǎn)或與其相當(dāng)接近的點(diǎn)。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)對直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大風(fēng)能捕獲的快速跟蹤控制，提高機(jī)組的發(fā)電效益。
文檔編號F03D7/00GK101592126SQ200910027838
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者張仰飛, 越 袁, 陳小虎 申請人:南京工程學(xué)院