一种离网风力发电最大风能捕获系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种离网风力发电最大风能捕获系统，包括定桨距风轮、永磁直驱发电机、整流桥、Boost变换器、负载以及控制器，所述定桨距风轮与永磁直驱发电机相连，所述永磁直驱发电机与整流桥相连，所述整流桥通过Boost变换器与负载相连，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器的输入端与整流桥的直流母线相连，输出端与第二控制器的输入端相连，所述第二控制器的输出端与Boost变换器输入端相连。本系统无需测量发动机转速，即可实现对风能的最大捕获。

【技术实现步骤摘要】
一种离网风力发电最大风能捕获系统
本技术涉及离网风力发电
，尤其涉及一种离网风力发电最大风能捕获系统。
技术介绍
风力发电作为风能利用的主要形式之一，越来越受到人们的关注。在风力发电过程中，风机的位置、所处环境、叶片转动速度、运行环境温湿度等参数都会影响风力发电的效率。因此，对于离网风电的风能捕获大多通过测量风速、发电机转速并通过调节发电机转速来进行控制，从而使得风机捕获最大风能。但检测发电机的转速在实际使用过程中，增加了系统控制的复杂度，且还需进行进一步处理后才能应用于控制风能的捕获，响应速度较慢。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种离网风力发电最大风能捕获系统，本系统无需测量发动机转速，即可实现对风能的最大捕获。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种离网风力发电最大风能捕获系统，包括定桨距风轮、永磁直驱发电机、整流桥、Boost变换器、负载以及控制器，所述定桨距风轮与永磁直驱发电机相连，所述永磁直驱发电机与整流桥相连，所述整流桥通过Boost变换器与负载相连，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器的输入端与整流桥的直流母线相连，输出端与第二控制器的输入端相连，所述第二控制器的输出端与Boost变换器输入端相连。进一步的，所述整流桥为三相全桥整流桥。进一步的，所述负载为逆变器或直流负载。进一步的，所述第一控制器为模糊控制器，所述模糊控制器用于输出PID调节参数至第二控制器。进一步的，所述PID调节参数包括KP、KI和KD的最优调整参数。进一步的，所述模糊控制器还用于通过测量整流桥直流母线电压来间接测量永磁直驱发电机转速。进一步的，所述第二控制器为PID控制器，所述PID控制器用于调节Boost变换器的占空比。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)本技术通过测量整流桥直流母线输出电压来间接反映永磁直驱发电机转速，省却了转速测量环节，使得系统更为简单、可靠；2)本技术基于模糊控制器和PID控制器对风能捕获系统进行控制，同时兼顾动态性能与稳态精度，使得系统能够最大程度的捕获风能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本技术风能捕获系统的结构示意图；图2为本技术风能捕获系统的电路结构图；具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本技术做进一步的说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本技术各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本技术中任一部件或元件，不能理解为对本技术的限制。本技术中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本技术中的具体含义，不能理解为对本技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中存在离网风力发电最大风能捕获系统控制结构复杂，响应速度慢的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种离网风力发电最大风能捕获系统，本系统无需测量发动机转速，即可实现对风能的最大捕获。如图1-2所示，一种离网风力发电最大风能捕获系统，包括定桨距风轮、永磁直驱发电机(PMSG)、整流桥、Boost变换器、负载以及控制器，所述定桨距风轮与永磁直驱发电机相连，用于将捕获的风能转换为机械能，再由PMSG将机械能变换为电能，所述永磁直驱发电机与整流桥相连，所述整流桥通过Boost变换器与负载相连，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器的输入端与整流桥的直流母线相连，输出端与第二控制器的输入端相连，所述第二控制器的输出端与Boost变换器输入端相连。所述整流桥为三相全桥整流桥。所述负载为逆变器或直流负载。所述第一控制器为模糊控制器，所述模糊控制器用于输出PID调节参数至第二控制器。所述PID调节参数包括KP、KI和KD最优调整参数。所述模糊控制器还用于通过测量整流桥直流母线电压来间接测量永磁直驱发电机转速。所述第二控制器为PID控制器，所述PID控制器用于调节Boost变换器的占空比。本系统的风轮与发电机直接连接，通过调节Boost变换器占空比，可以间接调节风轮转速，从而使风轮工作在最优叶尖速比状态，捕获最大风能。上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离网风力发电最大风能捕获系统，其特征在于，包括定桨距风轮、永磁直驱发电机、整流桥、Boost变换器、负载以及控制器，所述定桨距风轮与永磁直驱发电机相连，所述永磁直驱发电机与整流桥相连，所述整流桥通过Boost变换器与负载相连，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器的输入端与整流桥的直流母线相连，输出端与第二控制器的输入端相连，所述第二控制器的输出端与Boost变换器输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种离网风力发电最大风能捕获系统，其特征在于，包括定桨距风轮、永磁直驱发电机、整流桥、Boost变换器、负载以及控制器，所述定桨距风轮与永磁直驱发电机相连，所述永磁直驱发电机与整流桥相连，所述整流桥通过Boost变换器与负载相连，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器的输入端与整流桥的直流母线相连，输出端与第二控制器的输入端相连，所述第二控制器的输出端与Boost变换器输入端相连。2.如权利要求1所述的一种离网风力发电最大风能捕获系统，其特征在于，所述整流桥为三相全桥整流桥。3.如权利要求1所述的一种离网风力发电最大风能捕获系统，其特征在于，所述负载为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，谢振华，王保策，陈玉平，
申请(专利权)人：山东驰阳智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37