基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法技术

本发明专利技术提出一种基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法。该方法基于现有MPPT控制方法提出采用神经网络根据风速条件动态优化补偿系数以获得最佳起始发电转速，进而进一步提高风能捕获效率。采用的神经网络以平均风速和湍流强度作为输入，以最佳补偿系数作为输出。本发明专利技术利用遍历算法得到的大量训练数据对神经网络进行训练，采用完成训练的神经网络根据变化的风速条件计算得到对应的最佳补偿系数，然后将其用于优化起始发电转速，以获得最佳的MPPT跟踪区间，实现对风能捕获效率的进一步提高。本发明专利技术的实施例将该方法与几种传统MPPT控制方法对比，验证了该算法的有效性和优越性。

Maximum power point tracking control method based on neural network optimizing initial speed

The invention provides a maximum power point tracking control method based on the optimization of the initial speed of a neural network. The method is based on the existing MPPT control method. The neural network is used to optimize the compensation factor dynamically according to the wind speed condition, so as to obtain the optimal initial power generation speed, and further improve the capture efficiency of wind energy. The neural network uses average wind speed and turbulence intensity as input, and the optimum compensation coefficient is used as output. The invention uses a lot of training data obtained the traversal algorithm for neural network training, according to the wind speed change calculated optimal compensation coefficient corresponding to the completion of training the neural network, and then used to optimize the initial generation speed, to obtain the best MPPT tracking range, to further improve the implementation efficiency of wind energy capture. The embodiment of the invention compares the method with several traditional MPPT control methods, and proves the validity and superiority of the algorithm.

【技术实现步骤摘要】
基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法
本专利技术属于风力发电领域，特别是一种基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法。
技术介绍
为了提高低于额定风速区间的风能捕获效率，变速恒频风力发电机组一般采用最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking，MPPT）控制策略。功率曲线法（也称为功率信号反馈法或转矩曲线法）是应用最广泛的MPPT控制方法之一。传统的MPPT控制，特别是功率曲线法，多基于系统稳态设计，而忽略了风机系统在不同稳态工作点之间跟踪的动态过程。但是，面对不断提升的单机容量导致风轮不断增大的转动惯量及其愈发缓慢的动态响应性能，以及风速频繁处于波动过程中且很难短期预测，传统MPPT控制下的风机系统绝大部分时间处于动态过程中，而非运行在稳态工作点上。因此，风机实际的风速跟踪效果仍有待改善。为此，美国国家可再生能源实验室的L.J.Fingersh和P.W.Carlin首次提出了利用发电机电磁转矩帮助风机加速或减速的改进思路；在此基础上，JohnsonK.E.等人提出了减小转矩增益（DecreasedTorqueGain，DTG）控制。该控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法，以基于起始转速调整的改进功率曲线法为基础，采用神经网络调整起始发电转速来实现最大功率点跟踪控制，所述基于起始转速调整的改进功率曲线法所用公式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法，以基于起始转速调整的改进功率曲线法为基础，采用神经网络调整起始发电转速来实现最大功率点跟踪控制，所述基于起始转速调整的改进功率曲线法所用公式为：上式中，M为转动惯量，Tm为风轮的机械驱动转矩，Te为电磁制动转矩，v为风速，ω为风轮的角速度，为风轮角加速度，ρ为空气密度，R为风轮半径，CP为风能利用系数，λ＝ωR/v是叶尖速比，ωbgn为起始发电转速即起始转速，λopt为最佳叶尖速比，为一个周期内的风速采样值序列的平均值，α为补偿系数，用于周期性地调整起始转速，Topt为风机的最优转矩曲线，具体为：Topt(ω)＝Kmω2上式中为最大风能利用系数；其特征在于，起始发电转速ωbgn采用神经网络进行调整的步骤如下：步骤1、进行初始化，即对风速采样频率和起始转速更新周期Tr进行设置，其中风速采...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷明慧，张小莲，周连俊，张刘冬，刘子俊，邹云，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32