专利名称：一种风电功率优化控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风电功率优化控制器，属于风力发电应用技术领域。
背景技术：
风能是一种清洁的可再生能源，有效利用风能对缓解能源短缺、优化能源结构、减少环境污染有重要意义。当风速小于额定风速时，风电机组工作在欠功率状态，其输出功率小于额定功率，如果能够最大限度的将随机变化的风能转换为电能，即实现最大风能捕获，将使风力发电具有更好的经济效益。风力发电系统是一个复杂多变量非线性系统，并具有不确定性和多干扰等特点，控制系统对风力发电系统的运行保护和优化起到了关键作用。最优跟踪控制在风电系统的特定工作点小范围内具有良好的控制性能，难于在风速大范围变化时实现对风能捕获的高精度控制，可以通过增益调度方法将不同工作点处设计的最 优跟踪控制器结合为一体构成全局闭环控制系统。传统的增益调度方法在系统工作点变化时通常使用切换的方法，由于切换过程中控制器的突变，将不可避免的产生输出抖动，导致闭环系统的稳定性和性能恶化。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种风电功率优化控制器，优化风电机组在额定风速以下的功率输出，提高风能利用率，有效实现了风能的最大捕获，使控制器平滑切换，保证系统安全稳定运行，解决背景技术存在的上述问题。本实用新型的技术方案是一种风电功率优化控制器，包含单片机、风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路、转速信号调理放大电路和PWM驱动电路，风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输出端分别与单片机连接，单片机的输出端连接PWM驱动电路。本实用新型还设有风速采样接口电路、电流采样接口电路、电压采样接口电路和转速采样接口电路，分别与风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输入端连接。风速采样接口电路、电流采样接口电路、电压采样接口电路的传感器测量采集风速、电压、电流的模拟信号，传输送到对应的信号调理放大电路，信号经过处理放大后由单片机进行A/D采样，发电机转速信号为脉冲信号，经过转速采样接口电路连接到单片机，单片机根据控制律计算控制输出，通过PWM驱动电路调节PWM输出。所说的单片机型号为dsPIC30F6014，是Microchip公司的dsPIC30F6014芯片，它既有16位闪存单片机的高性能，又兼有数字信号处理器(DSP)的计算能力和数据吞吐能力。dsPIC30F6014芯片基于RISC架构，工作速度高达30MIPS，片内144K的f Iash程序存储器和4K的EEPROM ；8通道16位PWM输出；单独编程或复用的通用输入/输出引脚(GPIO)；16通道12位模拟-数字转换模块(ADC) ；CAN总线、I2C、SPI、UART多种通信接口，可灵活实现控制要求。本实用新型的有益效果是本实用新型在风力发电机组中的主要功能是实现额定风速以下时优化风电机组的功率输出，实现最大风能捕获；风速小于额定风速时，风电机组工作在欠功率状态，通过控制发电机的转子转速跟踪风速变化保持最佳叶尖速比，可以提高风能利用率，优化机组的功率输出，有效实现风能的最大捕获，使控制器平滑切换，保证系统安全稳定运行。
图I为本实用新型实施例示意图；图中单片机I、风速信号调理放大电路2、电流信号调理放大电路3、电压信号调理放大电路4、转速信号调理放大电路5、PWM驱动电路6 ；图2为本实用新型使用原理图；图中风轮机11、传动系统12、发电机13、风电功率优化控制器14、AC/DC/AC转换15、电网16。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步说明。一种风电功率优化控制器，包含单片机I、风速信号调理放大电路2、电流信号调理放大电路3、电压信号调理放大电路4、转速信号调理放大电路5和PWM驱动电路6，风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输出端分别与单片机连接，单片机的输出端连接PWM驱动电路。本实用新型还设有风速采样接口电路、电流采样接口电路、电压采样接口电路和转速采样接口电路，分别与风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输入端连接。风速采样接口电路、电流采样接口电路、电压采样接口电路的传感器测量采集风速、电压、电流的模拟信号，传输送到对应的信号调理放大电路，信号经过处理放大后由单片机进行A/D采样，发电机转速信号为脉冲信号，经过转速采样接口电路连接到单片机，单片机根据控制律计算控制输出，通过PWM驱动电路调节PWM输出。
权利要求1.一种风电功率优化控制器，其特征在于包含单片机(I)、风速信号调理放大电路(2)、电流信号调理放大电路(3)、电压信号调理放大电路(4)、转速信号调理放大电路(5)、PWM驱动电路(6)、风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输出 端分别与单片机连接，单片机的输出端连接PWM驱动电路。
2.根据权利要求I所述之一种风电功率优化控制器，其特征在于还设有风速采样接口电路、电流采样接口电路、电压采样接口电路和转速采样接口电路，分别与风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输入端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种风电功率优化控制器，属于光伏发电应用技术领域。技术方案是包含单片机(1)、风速信号调理放大电路(2)、电流信号调理放大电路(3)、电压信号调理放大电路(4)、转速信号调理放大电路(5)和PWM驱动电路(6)，风速信号调理放大电路、电流信号调理放大电路、电压信号调理放大电路和转速信号调理放大电路的输出端分别与单片机连接，单片机的输出端连接PWM驱动电路。本实用新型实现额定风速以下时优化风电机组的功率输出，实现最大风能捕获；风速小于额定风速时，风电机组工作在欠功率状态，通过控制发电机的转子转速跟踪风速变化保持最佳叶尖速比，可以提高风能利用率，优化机组的功率输出，有效实现风能的最大捕获。
文档编号F03D7/04GK202381258SQ20112055372
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者刘玉龙, 张晓光, 王伟, 翟志强, 赵志强, 车福来 申请人:保定天威集团有限公司