本发明专利技术公布了一种电励磁双凸极风力发电机系统最大风能的跟踪控制方法，属于风力发电机系统的控制方法。本发明专利技术将风速计检测得到的风速Ｖ经过最佳转速曲线得到最佳转速ω↓［ｏｐｔ］，将转速传感器检测得到的风轮机反馈速度ω↓［ｎ］和最佳转速ω↓［ｏｐｔ］经过减运算环得到速度差Δω，将速度差Δω经过ＰＩ环得到励磁电流ｉ↓［ｆ］，将所述励磁电流ｉ↓［ｆ］通过励磁绕组输入至电励磁双凸极风力发电机；将电励磁双凸极风力发电机输出的电磁转矩Ｔ↓［ｅ］输出至风轮机以控制风轮机的转速，将电励磁双凸极风力发电机输出电压Ｖ依次经过桥式整流器、ＤＣ／ＤＣ变换器得到最大输出功率Ｐ↓［ｏｐｔ］。本发明专利技术控制方法控制简单，易于实现，可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种风力发电机系统的控制方法，尤其涉及一种电励磁双凸极 风力发电机系统最大风能的跟踪控制方法。
技术介绍
风能是一种无污染、可再生绿色能源。开发风能，大力发展风力发电，对 于解决全球性的能源危机和环境危机具有重要意义，成为各国学者研究的热点。 近几十年来，风力发电技术得到了飞速发展，变桨矩控制、变速恒频发电、无 齿轮箱直驱等众多先进技术从实验室走向现场，得到了广泛应用。风力发电主 要目的是尽最大可能地利用风能，但是由于风是一种矢量，具有随机性，无论 是风向还是风速总是在不断变化，所产生的能量也是时刻变化的，这就要求对 风力发电系统进行控制，确保风轮机始终输出最大功率，提高风能的利用效率， 同时保证风轮机的安全性和可靠性。对于变桨矩型风轮机，在风速超过额定值 时可以进行功率控制，但是变桨矩型风轮机控制复杂，响应速度慢，可靠性低。 而对于定桨矩失速型风轮机，虽然控制想对简单，响应速度快，可靠性高，但 是定桨矩失速型风力发电系统性能受到叶片失速性能的限制，在风速超过额定 值时发电功率反而下降，存在发电效率问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对定桨矩失速型风力发电系统功率控制问 题，提出一种。本专利技术一种，其特征在于将风速计测量得到的风速V经过最佳转速曲线得到最佳转速^v ，将转速传感器检测得到的风轮机反馈速度W 和最佳速度经过减运算环得到速度差A份，将速度差A0经过PI环得到励磁电流/,，将所述励磁电流/,通过励磁绕组输 入至电励磁双凸极风力发电机;将电励磁双凸极风力发电机输出的电磁转矩 ;输 出至风轮机控制风轮机转速，将电励磁双凸极风力发电机输出电压V依次经过 桥式整流器、DC/DC变换器得到最大输出功率i^。本专利技术实现定桨矩失速型电励磁双凸极风力发电机系统最大风能跟踪，捕 获最大发电功率，提高风力发电系统发电效率。相对于其它电励磁双凸极风力发电机系统功率控制方式，本专利技术提出的控制方法控制简单，易于实现，可靠 性高。附图说明图1:本专利技术系统框图； 图2:实际风轮机特性曲线图； 图3:本专利技术最佳转速曲线图； 图4:发电机电压调节特性曲线图。如图i所示。一种， 其特征在于将风速计测量得到的风速v经过最佳转速曲线得到最佳转速《，，将转速传感器检测得到的风轮机反馈速度％和最佳速度w，经过减运算环得到速度差Aw ，将速度差Aw经过PI环铜节得到励磁电流/,，将所述励磁电流i,通过励磁绕组输入至电励磁双凸极风力发电机；将电励磁双凸极风力发电机输出的电 磁转矩t;输出至风轮机控制风轮机转速，将电励磁双凸极风力发电机输出电压V依次经过桥式整流器、DC/DC变换器得到最大输出功率；,。设计不加励磁电流时，电励磁双凸极风力发电系统的转速工作点在风轮机 特性曲线失速区(曲线最高点右侧部分)。当实际风速在切入风速和切出风速之 间变化时，根据最佳转速曲线得到参考转速，参考转速与反馈转速比较并通过 PI环调节得到励磁电流给定，通过调节励磁电流大小，即利用励磁转矩大小来 控制风轮机转速，以获得最大功率。电励磁双凸极风力发电机后级采用整流桥进行三相电流整流，根据电励磁 双凸极发电机的基本理论，不同励磁电流对应于不同的输出的整流电压。因此 可设计励磁电流变化范围与输出的整流电压V变化范围的对应关系，设计当励 磁电流在一定范围内变化时，输出的整流电压V随之在一定范围内变化。如设 计励磁电流在6 10A时，输出的整流电压V在300-500V之间变化。在整流桥庙级采用直流/直流(DC/DC)变换器稳定输出电压。通过DC/DC 设计，使得当整流输出电压在一定范围内变化时，DC/DC变换器输出端电压稳 定在一固定电压值上给后级用电设备供电。如图2所示，根据实际风轮机特性，风轮机的输出功率由风速和风轮机转 速共同决定。在不同风速时，风轮机功率在某一转速下达到最大值，称这些转 速点为不同风速下风轮机的最佳转速点。由不用风速与不同风速下最佳转速点 可以构成一条曲线，称之为最佳转速曲线。如图3所示。在不同风速下，只要风轮机工作在最佳转速点上，就可以实 现电励磁双凸极风力发电机系统最大风能跟踪。如图4所示。不同励磁电流对应于不同整流输出电压，因此本专利技术设计DC/DC 变换器稳定整流输出电压U以给后级用电设备供电，实现系统的可靠工作。权利要求1. 一种，其特征在于将风速计检测得到的风速V经过最佳转速曲线得到最佳转速ωopt，将转速传感器检测得到的风轮机反馈速度ωn和最佳速度ωopt经过减运算环得到速度差Δω，将速度差Δω经过PI环得到励磁电流if，将所述励磁电流if通过励磁绕组输入至电励磁双凸极风力发电机；将电励磁双凸极风力发电机输出的电磁转矩Te输出至风轮机以控制风轮机转速，将电励磁双凸极风力发电机输出电压V依次经过桥式整流器、DC/DC变换器得到最大输出功率Popt。全文摘要本专利技术公布了一种，属于风力发电机系统的控制方法。本专利技术将风速计检测得到的风速V经过最佳转速曲线得到最佳转速ω<sub>opt</sub>，将转速传感器检测得到的风轮机反馈速度ω<sub>n</sub>和最佳转速ω<sub>opt</sub>经过减运算环得到速度差Δω，将速度差Δω经过PI环得到励磁电流i<sub>f</sub>，将所述励磁电流i<sub>f</sub>通过励磁绕组输入至电励磁双凸极风力发电机；将电励磁双凸极风力发电机输出的电磁转矩T<sub>e</sub>输出至风轮机以控制风轮机的转速，将电励磁双凸极风力发电机输出电压V依次经过桥式整流器、DC/DC变换器得到最大输出功率P<sub>opt</sub>。本专利技术控制方法控制简单，易于实现，可靠性高。文档编号H02P9/14GK101383577SQ20081015587公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日专利技术者波 周, 乐 张, 张永帅 申请人:南京航空航天大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电励磁双凸极风力发电机系统最大风能的跟踪控制方法，其特征在于将风速计检测得到的风速Ｖ经过最佳转速曲线得到最佳转速ω↓［ｏｐｔ］，将转速传感器检测得到的风轮机反馈速度ω↓［ｎ］和最佳速度ω↓［ｏｐｔ］经过减运算环得到速度差Δω，将速度差Δω经过ＰＩ环得到励磁电流ｉ↓［ｆ］，将所述励磁电流ｉ↓［ｆ］通过励磁绕组输入至电励磁双凸极风力发电机；将电励磁双凸极风力发电机输出的电磁转矩Ｔ↓［ｅ］输出至风轮机以控制风轮机转速，将电励磁双凸极风力发电机输出电压Ｖ依次经过桥式整流器、ＤＣ／ＤＣ变换器得到最大输出功率Ｐ↓［ｏｐｔ］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，周波，张永帅，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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