本发明专利技术公开了一种提高小型风力发电输出功率的方法，当风速大于风力发电机的启动风速后，风力发电机输出三相交流电，三相交流电经整流桥变为直流电；控制器检测整流桥输出的直流电，当直流电电压超过充电电压时，控制器通过接通旁通电路的模拟开关，将直流电通过旁通电路接入充电电路，为蓄电池充电；若整流桥输出的直流电压小于充电电压，则控制器通过接通升压电路的模拟开关，将直流电通过升压电路升压后，接入充电电路；本发明专利技术的方法能够保证在较低风速时风力发电机就能运转，风力发电机转起来就能获得最大输出功率，有效地利用风能，且维持风机运行的稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电输出功率控制策略,具体涉及。
技术介绍
风力资源是取之不尽、用之不竭的可再生能源，并且无空气污染、不产生废弃物，是一种清洁的能源。风力发电是最常用的一种风能利用形式，也是新能源中技术最成熟，最具开发条件和商业化前景的发电方式之一。风能具有一定的动能，通过时风轮转动将风能转化为机械能，然后带动发电机发电，再通过不可控三相整流器等设备从而得到稳定的直流电，一部风供给蓄电池充电，另一部分通过逆变器输出交流电，供给交流负载。但是，由于自然界风的不确定性，风速随着时间的不同而无规律的变化，时而风大，时而风小，或是没有风，风力发电机输出电压很不稳定。特别是当风速较小时，输出电压较低，达不到负载的工作电压，不能为负载供电，此时风能得不到充分利用。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术存在的问题，提供了一种可以有效提高小型风力发电机输出功率的控制策略。一种提高小型风力发电输出功率的方法，当风速大于风力发电机的启动风速后，风力发电机输出三相交流电，三相交流电经整流桥变为直流电；控制器检测整流桥输出的直流电，当直流电电压超过充电电压时，控制器通过接通旁通电路的模拟开关，将直流电通过旁通电路接入充电电路，为蓄电池充电；若整流桥输出的直流电压小于充电电压，则控制器通过接通升压电路的模拟开关，将直流电通过升压电路升压后，接入充电电路；在无风时或风速很小时，达不到风力发电机的启动风速，控制器控制升压电路模拟开关与旁通电路模拟开关均处于断开状态，使风力发电机处于空载状态，控制器检测整流桥输出的直流电压，当电压达到设定的阀值时，控制器以固定频率的PWM控制方式控制升压电路模拟开关，将升压电路接入，升压到可以给蓄电池充电的充电电压，为蓄电池充电；当所发电量达到可以给蓄电池充电电压时，启动旁通电路，直接给蓄电池充电，同时控制器以固定频率的PWM控制方式控制旁通电路模拟开关，根据功率的变化调整PWM输出的占空比，以保证最大功率输出。所述的方法，所述控制器的PWM控制方式为:控制器同时检测整流桥输出的直流电的电压u与电流i，并换算成功率；根据功率的变化调整PWM输出的占空比，以保证最大功率输出；具体措施是:风机启动时，PWM波的ON状态与OFF状态时长为I比1，在PWM波的第一个周期的ON状态开始检测输出电压U、电流i，然后根据P = u*i计算风力发电机输出功率P，在PWM波的第二个周期的ON状态到来时再检测输出电压、电流，并计算风力发电机输出功率P，然后控制器计算出前一周期与后一周期两次检测的功率P的差值Λρ，由Δp来决定PWM波的下一个周期占空比的大小；若Λρ > O，则表示风力发电机输出功率在增加，则增大PWM波的占空比，开状态的增大量为Ad;若Λρ < O，则表示风力发电机输出功率在减小，则减小PWM波的占空比，开状态时长减小量为Λ d ;当PWM波的后续周期到来时，不断重复以上过程。所述的方法，在系统初次赋值时给Ad赋值为PWM周期的1%时长，在调节过程中，根据检测功率差值Λ P的绝对值I Λρ|大小，采取粗调、细调、微调模式；若I Δρ较大，变化率达到20%以上，采用粗调模式，PWM波开状态增大或减小量可以取Ad初值的10倍；若Δρ变化率在5%至20%，采用细调模式，PWM波开状态增大或减小量Ad取值为5倍初值；变化率在5%以内采用微调模式，PWM波开状态增大或减小量取初值I毫秒。有益效果:本专利技术通过不断检测风力发电的功率输出，实时控制负载(蓄电池)的接入，实时启动升压电路，采用动态PWM方式控制升压电路或者旁通电路开关的导通与断开，从而控制风力发电机的输出功率，保证在较低风速时风力发电机就能运转，风力发电机转起来就能获得最大输出功率，有效地利用风能，且维持风机运行的稳定。附图说明图1为本专利技术结构框图。图2为本专利技术PWM输出波形图。具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。如图1所示,一种提高小型风力发电输出功率的方法,实现装置包括风力发电机，整流电路，控制器，旁路模拟开关，升压电路，旁通电路，充电电路，蓄电池。当风速大于风力发电机的启动风速后，风力发电机输出三相交流电，三相交流电经整流桥变为直流电。控制器检测整流桥输出的直流电，当直流电电压超过充电电压时，控制器通过接通旁通电路的模拟开关，将直流电通过旁通电路接入充电电路，为蓄电池充电；若整流桥输出的直流电压小于充电电压，则控制器通过接通升压电路的模拟开关，将直流电通过升压电路升压后，接入充电电路。本专利技术通过控制器实时控制负载(蓄电池)的接入，实时启动升压电路，采用PWM方式控制升压电路模拟开关的导通与断开，从而控制充电电流，保证在低风速时获得最大输出功率，有效地利用风能，且维持风机运行的稳定。在无风时或风速很小时，达不到风力发电机的启动风速，控制器控制升压电路模拟开关与旁通电路模拟开关均处于断开状态，使风力发电机处于空载状态，这样当有较小的风力时，风力发电机便能克服自身惯性开始旋转。由于此时负载没有接入，不存在反向电动势，风力发电机转速易于上升，控制器检测整流桥输出的直流电压，当电压达到设定的阀值时，控制器以固定频率的PWM控制方式控制升压电路模拟开关，将升压电路接入，升压到可以给蓄电池充电的充电电压，为蓄电池充电。当所发电量达到可以给蓄电池充电电压时，启动旁通电路，直接给蓄电池充电，同时控制器以固定频率的PWM控制方式控制旁通电路模拟开关，根据功率的变化调整PWM输出的占空比，以保证最大功率输出。通过本专利技术控制方式，可以保证最大程度的利用风能资源，为蓄电池提供更多的能量。控制器的PWM控制方式为:控制器同时检测整流桥输出的直流电的电压u与电流i，并换算成功率。根据功率的变化调整PWM输出的占空比，以保证最大功率输出。具体措施是，风机启动时，PWM波的ON状态与OFF状态时长为I比1，波形如图2中PWMl波形所示，在P丽I第一个周期的ON状态开始检测输出电压U、电流i，然后根据P = u*i计算风力发电机输出功率P，在PWMl第二个周期的ON状态到来时再检测输出电压、电流，并计算风力发电机输出功率P，然后控制器计算出前一周期与后一周期两次检测的功率P的差值来决定PWMl波的下一个周期占空比的大小。若Λρ > 0，则表示风力发电机输出功率在增力口，则增大PWM波的占空比，开状态的增大量为Ad，如图2中PWM2波形所示；若Δρ < O,则表不风力发电机输出功率在减小，贝1J减小PWM波的占空比，开状态时长减小量为Δ d,如图2中PWM3波形所示。当PWMl波的后续周期到来时，不断重复以上过程。Ad的大小可以根据调节的精度与系统响应的速度来决定，如Ad过小，表面上看调节精度高，但风力发电机输出功率变化量小，调节系统向最大功率方向变化的时间变长，不能迅速达到工作于最大功率输出状态；反之如果Ad过大，虽然调节风力发电机输出功率迅速些，但调节精度降低，同时也带来了反向电动势的影响，因此在实际应用中要平衡调节的精度与系统响应的速度的关系，必要时需要通过工程实验来校正。在系统初次赋值时 可以给Ad赋值为PWM周期的I %时长，假设PWM波周期为100毫秒，则取Ad为I毫秒。在调节过程中，根据检测功率差值Λρ的绝对值I Λρ|本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高小型风力发电输出功率的方法，其特征在于：当风速大于风力发电机的启动风速后，风力发电机输出三相交流电，三相交流电经整流桥变为直流电；控制器检测整流桥输出的直流电，当直流电电压超过充电电压时，控制器通过接通旁通电路的模拟开关，将直流电通过旁通电路接入充电电路，为蓄电池充电；若整流桥输出的直流电压小于充电电压，则控制器通过接通升压电路的模拟开关，将直流电通过升压电路升压后，接入充电电路；在无风时或风速很小时，达不到风力发电机的启动风速，控制器控制升压电路模拟开关与旁通电路模拟开关均处于断开状态，使风力发电机处于空载状态，控制器检测整流桥输出的直流电压，当电压达到设定的阀值时，控制器以固定频率的PWM控制方式控制升压电路模拟开关，将升压电路接入，升压到可以给蓄电池充电的充电电压，为蓄电池充电；当所发电量达到可以给蓄电池充电电压时，启动旁通电路，直接给蓄电池充电，同时控制器以固定频率的PWM控制方式控制旁通电路模拟开关，根据功率的变化调整PWM输出的占空比，以保证最大功率输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贲礼进，李金喜，陈继永，
申请(专利权)人：南通纺织职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。