风力发电机组的自适应最大功率跟踪控制方法与流程

文档序号:13084350阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种风力发电机组的自适应最大功率跟踪控制方法,其特征在于,包括步骤如下:步骤(1)从切入风速V1、额定风速V2的总的风速区间划分成0.5m/s宽度的风速小区间,所述风速小区间从低到高顺序标号;这样,从切入风速V1到额定风速V2总的风速区间可以划分为IMAX个0.5m/s宽度的风速小区间,IMAX=int(2·V2+0.5)-int(2·V1+0.5)+1,int()为取整函数;当风力发电机组运行一个周期T1后,设其T1周期内的平均风速为VSX,则该运行周期对应的风速小区间标号IX通过下式得到:IX=int(2·VSX+0.5)-int(2·V1+0.5)+1为了存储对应到每个风速小区间的数据,开设如下宽度为IMAX的数组;KX()——存储对应到每个风速小区间的变形系数,初始值为1.0;VSX()——存储对应到每个风速小区间的平均风速值,初始值为0;PJSXZ()——存储对应到每个风速小区间的折算后的净输出功率值,初始值为0;NSXZ()——存储对应到每个风速小区间的平均转速值的折算值,初始值为0;NN()——存储对应到每个风速小区间的优化次数,初始值为0;FB()——存储对应到每个风速小区间的优化扰动方向标志,初始值为1;设定初始变形系数KXP=1.0,并转至下一步骤;步骤(2)根据KXP的值得到参考转速转矩跟踪曲线的变形曲线为:T=CK(KXP·N)2其中系数CK=6.716×10-3·A·(R/TSR)3·CP;R为风轮叶片的扫掠面半径;A为风轮叶片扫掠面在来风方向垂直面上的投影面积;TSR为参考尖速比,取值范围为:2.0~3.0;CP为参考功率系数,取值范围为:0.1~0.25;风力发电机组运行时,实时测量风力发电机组的风轮转速N,然后通过上述变形曲线得到转矩指令值T,接着控制风力发电机组实际输出转矩TL跟踪该转矩指令值T运行,转至下一步骤;步骤(3)风力发电机组按步骤(2)方法控制运行T1周期,按周期T2周期性测量和获取该T2周期的实时风速值、实时转速值和实时输出功率值,T1=m·T2,m是不小于50的正整数,T1>>T2;风力发电机运行T1周期,得到m个T2周期的实时风速值,实时转速值和实时输出功率值的平均值VSX、NSX和PSX,并同时获取该T1周期内第一个T2周期的实时转速值NS和该T1周期内最后一个T2周期的实时转速值NE;然后,通过下式计算得到该T1周期内的动能释放功率PDSX:PDSX=0.5J((NS/9.55)2-(NE/9.55)2)其中J为风轮转动部分的转动惯量;再通过下式计算得到该T1周期内的风轮从风吸收的平均净输出功率PJSX:PJSX=PSX-PDSX通过下式计算得到该T1周期平均风速VSX所属0.5m/s风速宽度区间的风速中值VS:VS=int(2·VSX+0.5)/2int()为取整函数。再通过下式把PJSX折算到风速中值VS对应的平均净输出功率PJSXZP:PJSXZP=PJSX(VS/VSX)3通过下式把NSX折算到风速中值VS对应的平均净输出功率NSXZP:NSXZP=NSX(VS/VSX)用来存储代表不同的风速区间的数组标号IX,可以通过下式得到:IX=int(2·VSX+0.5)-int(2·V1+0.5)+1转至下一步骤;步骤(4)步骤(5)步骤(6)步骤(7)如果风力发电机总的连续运行时间超过某设定值,即经过长时间持续不断优化,KX(IX)和NSXZ(IX)中存储有最优化的每个风速小区间的变形系数和运行平均转速,按照下式计算得到TX(IX):TX(IX)=CK(KX(IX)·NSXZ(IX))2,IX=1,2,…,IMAX从而可以得到一组数据点(NSXZ(IX),TX(IX))该数据点连接起来的折线即为最优转速转矩跟踪曲线;转到步骤(2)循环运行。
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