基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法及系统，该方法包括将当前转速和参考转速得到功率给定值，根据当前转速确定前馈功率，将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值并进行动态限幅得到限幅后的功率给定值，将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值做差并通过PI控制得到电流给定值，将风力发电机的输出电流和电流给定值做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号。系统包括转速外环单元、前馈功率查找单元、功率给定单元、功率给定限幅单元、功率内环单元和电流内环单元。本发明能够最大功率追踪对包含风速测量、最大功率曲线的外界参数的敏感性、快速准确的追踪到最大功率点。
【专利说明】
基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及风电技术，具体涉及一种基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法及系统。
【背景技术】
[0002]风能具有随机性、不确定性。在不同的风速下，风力发电系统能够捕获的最大功率与风轮的叶尖速比(即叶尖的线速度与流过的风速的比值)以及桨距角有关。在桨距角一定的情况下，风能与转速的关系如图1所示。可以看出，每一个风速(V1-V3)下，都有唯一的一个转速与最大功率点(O1-CO 3)对应，随着风速的增加，最大功率点对应的转速也随之增加。
[0003]目前，变速恒频风力发电系统中常规的最大功率跟踪控制方法主要有直接转速控制、功率信号反馈控制和爬山法寻优控制三种。直接转速控制通过控制发电机转速，使不同风速下叶尖速比始终为一个最优值，以此来保证风力发电系统的风能利用率最高，实现最大功率追踪;功率信号反馈控制依据风机最大功率曲线(即图1中的I1),在不同的转速下控制风机的输出功率，使其跟随最大功率曲线11;爬山法寻优控制采用转速扰动控制方法，根据转速变化前后的功率比较，从而确定转速扰动的大小和方向。上述三种最大功率跟踪控制方法存在的问题如下:(I)直接转速控制依赖于叶尖速比曲线的精确性，对风轮的性能参数敏感，且需要对风速进行精确的测量；(2)功率信号反馈控制能够较好的适应风速的变化，但对风机参数敏感，最大功率跟踪精度受风机最大功率曲线的影响；(3)爬山寻优法不能适应风速的快速变化，且其性能受扰动步长的影响。过大的扰动步长导致功率追踪不准确，实际的工作点始终在最大功率点附近大幅震荡;扰动步长过小，则导致追踪速度过慢。
[0004]针对上述问题，申请号为CN201410642712.3的中国专利文献公开了一种最大功率追踪的方法，该技术方案采用转速闭环控制，根据系统所存储的风速-最大功率特性曲线确定当前风速情况下风力机运行转速给定信号，当转速稳定在给定信号附近后，再通过修改转速给定，判断功率变化来进行最大功率追踪。这种方法能够快速的接近最大功率点，并在功率点附近进行寻优。但是，其性能依然受风速测量精度的影响。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种能够最大功率追踪对包含风速测量、最大功率曲线的外界参数的敏感性、快速准确的追踪到最大功率点的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法及系统。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0007]本发明提供一种基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法，步骤包括:
[0008]I)将风力发电机的当前转速和参考转速COre3f做差并通过PI控制得到功率给定值；
[0009]2)根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Ii确定前馈功率；
[0010]3)将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值；
[0011]4)将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Prrf;
[0012]5)将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Prrf做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf;
[0013]6)将风力发电机的输出电流和电流给定值Irrf做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号。
[0014]优选地，所述步骤3)的详细步骤包括:
[0015]3.1)在风力发电机的最大功率曲线I1的上方确定上限幅功率曲线12、在风力发电机的最大功率曲线I1的下方确定下限幅功率曲线13，根据风力发电机当前转速在上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线I3上对应功率点确定功率限幅范围；
[0016]3.2)将限幅前的功率给定值和功率限幅范围进行比较，如果限幅前的功率给定值在功率限幅范围内，则直接将限幅前的功率给定值作为限幅后的功率给定值Pre3f输出；如果限幅前的功率给定值大于功率限幅范围的上限值，则将功率限幅范围的上限值作为限幅后的功率给定值Pre3f输出；如果限幅前的功率给定值小于功率限幅范围的下限值，则将功率限幅范围的下限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出。
[0017]优选地，所述步骤I)中将当前转速闭环后和参考转速Core3f做差时，如果风力发电机处于启动过程中，将风力发电机的当前转速赋值给参考转速COre3f，且在风力发电机稳定运行后，基于爬山法确定最优的参考转速ω rrf的取值。
[0018]优选地，所述基于爬山法确定最优的参考转速ωref的取值的详细步骤包括:
[0019]Al)在风力发电机稳定运行后记录工作点的风力发电机输出功率；
[0020]A2)增大参考转速coref的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率；
[0021]A3)判断新的工作点的风力发电机输出功率是否比上一工作点的风力发电机输出功率大，如果比上一工作点的风力发电机输出功率大则跳转执行步骤A2);如果比上一工作点的风力发电机输出功率小则跳转执行步骤A 4 )，如果和上一工作点的风力发电机输出功率相等则跳转执行步骤A5);
[0022]A4)减小参考转速coref的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率;跳转执行步骤A3);
[0023 ] A5)将当前的参考转速ω 作为最优的参考转速ω ref。
[0024]本发明还提供一种基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪系统，包括:
[0025]转速外环单元，用于将风力发电机的当前转速和参考转速Core3f做差并通过PI控制得到功率给定值；
[0026]前馈功率查找单元，用于根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Ii确定前馈功率；
[0027]功率给定单元，用于将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值；
[0028]功率给定限幅单元，用于将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Prrf ；
[0029]功率内环单元，用于将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Pre3f做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf;
[0030]电流内环单元，将风力发电机的输出电流和电流给定值Ire3f做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号。
[0031]优选地，所述功率给定限幅单元包括:
[0032]功率限幅范围确定模块，用于在风力发电机的最大功率曲线I1的上方确定上限幅功率曲线12、在风力发电机的最大功率曲线I1的下方确定下限幅功率曲线13，根据风力发电机当前转速在上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线I3上对应功率点确定功率限幅范围；
[0033]限幅处理模块，用于将限幅前的功率给定值和功率限幅范围进行比较，如果限幅前的功率给定值在功率限幅范围内，则直接将限幅前的功率给定值作为限幅后的功率给定值Pm输出；如果限幅前的功率给定值大于功率限幅范围的上限值，则将功率限幅范围的上限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出；如果限幅前的功率给定值小于功率限幅范围的下限值，则将功率限幅范围的下限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出。
[0034]优选地，所述转速外环单元将当前转速闭环后和参考转速COre3f做差时，如果风力发电机处于启动过程中，将风力发电机的当前转速赋值给参考转速Ore3f，且在风力发电机稳定运行后，基于爬山法确定最优的参考转速ω ref的取值。
[0035]优选地，所述转速外环单元包括用于基于爬山法确定最优的参考转速coref的取值的参考转速优化模块，所述参考转速优化模块包括:
[0036]初始稳定工作点记录子模块，用于在风力发电机稳定运行后记录工作点的风力发电机输出功率；
[0037]增大参考转速子模块，用于增大参考转速Core3f的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率；
[0038]功率比较子模块，用于判断新的工作点的风力发电机输出功率是否比上一工作点的风力发电机输出功率大，如果比上一工作点的风力发电机输出功率大则跳转执行增大参考转速子模块;如果比上一工作点的风力发电机输出功率小则跳转执行减小参考转速子模块，如果和上一工作点的风力发电机输出功率相等则跳转执行参考转速输出子模块；
[0039]减小参考转速子模块，用于减小参考转速Core3f的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率;跳转执行功率比较子模块；
[0040]参考转速输出子模块，用于将当前的参考转速ω作为最优的参考转速ω ref。
[0041]本发明基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法具有下述优点:
[0042]1、本发明将转速作为控制外环，将风力发电机的当前转速和参考转速Core3f做差并通过PI控制得到功率给定值，根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Ii确定前馈功率，将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值，将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Prrf;然后基于功率内环将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Pre3f做差并通过PI控制得到电流给定值Ire3f;基于电流内环将风力发电机的输出电流和电流给定值Irrf做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号，形成了多参数闭环控制的方式结合基于转速确定前馈功率、功率限幅，依据初步确定的最大功率曲线，计算转矩给定的前馈功率，能够加快系统追踪最大功率点的速度，当风速突变时能够快速准确的追踪到最大功率点。
[0043]2、本发明在转速外环得到功率给定值的基础上，根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Ii确定前馈功率，将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值，将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Pre3f能够使得功率内环将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Pre3f做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf时对功率曲线的精确性敏感度不高，避免由于最大功率曲线的精确性问题而引起的风力发电最大输出功率跟踪准确度的问题。
[0044]3、本发明基于风力发电机的当前转速、风力发电机的输出功率、风力发电机的输出电流即可实现基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪，不依赖于风速，不需要测量风速，能够有效克服风速测量的精确性而引起的风力发电最大输出功率跟踪准确度的问题。
[0045]本发明基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪系统为本发明基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法完全对应的装置，因此同样也具有本发明基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法的前述优点，在此不再赘述。
【附图说明】
[0046]图1为现有技术风能与转速的关系曲线示意图。
[0047]图2为本发明实施例方法的闭环控制原理示意图。
[0048]图3为本发明实施例方法中各功率曲线示意图。
[0049]图4为本发明实施例采用爬山法进行最大功率寻优的原理示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0051 ]参见图2，本实施例基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法的步骤包括:
[0052]I)将风力发电机的当前转速和参考转速COre3f做差并通过PI控制得到功率给定值；
[0053]2)根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线1工确定前馈功率；
[0054]3)将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值；
[0055]4)将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Prrf;
[0056]5)将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Prrf做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf;
[0057]6)将风力发电机的输出电流和电流给定值Irrf做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号。
[0058]参见图2可知，本实施例采用包含转速闭环、功率环和电流环的闭环控制方式，其外环采用转速闭环控制，内环为功率环和电流环。本实施例将转速作为控制外环，将风力发电机的当前转速和参考转速Ore3f做差并通过PI控制得到功率给定值，根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Il确定前馈功率，将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值，将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Prrf;然后基于功率内环将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Prrf做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf;基于电流内环将风力发电机的输出电流和电流给定值Irrf做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号，形成了多参数闭环控制的方式结合基于转速确定前馈功率、功率限幅，依据初步确定的最大功率曲线，计算转矩给定的前馈功率，能够加快系统追踪最大功率点的速度，当风速突变时能够快速准确的追踪到最大功率点。本实施例在转速外环得到功率给定值的基础上，根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Ii确定前馈功率，将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值，将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Pre3f能够使得功率内环将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Pre3f做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf时对功率曲线的精确性敏感度不高，避免由于最大功率曲线的精确性问题而引起的风力发电最大输出功率跟踪准确度的问题。本实施例基于风力发电机的当前转速、风力发电机的输出功率、风力发电机的输出电流即可实现基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪，不依赖于风速，不需要测量风速，能够有效克服风速测量的精确性而引起的风力发电最大输出功率跟踪准确度的问题。
[0059]本实施例中，步骤3)的详细步骤包括:
[0060]3.1)在风力发电机的最大功率曲线I1的上方确定上限幅功率曲线12、在风力发电机的最大功率曲线I1的下方确定下限幅功率曲线13，如图3所示;根据风力发电机当前转速在上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线13上对应功率点确定功率限幅范围；
[0061]3.2)将限幅前的功率给定值和功率限幅范围进行比较，如果限幅前的功率给定值在功率限幅范围内，则直接将限幅前的功率给定值作为限幅后的功率给定值Pre3f输出；如果限幅前的功率给定值大于功率限幅范围的上限值，则将功率限幅范围的上限值作为限幅后的功率给定值Pre3f输出；如果限幅前的功率给定值小于功率限幅范围的下限值，则将功率限幅范围的下限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出。
[0062]当风速剧烈变化时，风力发电系统捕获到的风能也随之改变，从而导致发电机转速快速变化。发电机转速与给定值的偏差增大，功率环的给定值也随之增加；当功率环的给定超出限幅值时，功率环的给定将由上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线I3以及当前发电机转速决定，发电机输出功率将沿着上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线I3变化，直到达到一个新的稳定点。风速剧烈变化可以分为风速突增和风速突降:(I)风速突增时，风力发电机运行的动态过程如下:如图3所示，假设风力发电机稳定的运行在A点，此时风速从V1突然增加至V3，风力发电系统捕获到的风能对应的功率变为P4，大于当前发电机实际输出功率P3，发电机转速开始上升，与转速环给定值的偏差不断增加，转速环的输出开始不断增加，功率前馈值也沿着最大功率曲线Ii增加，发电机输出功率随着功率给定值的变化从A点运行到B点。由于上限幅功率曲线I2的限幅作用，运行到B点后，功率环的给定开始沿着上限幅功率曲线I2随转速的增加向上运行，风力发电系统捕获到的风能则随着发电机转速的变化继续延曲线I6变化，直到达到新的平衡点C，风力发电系统捕获到的风能与发电机输出的功率相等。系统稳定运行后，修改转速环给定值为当前转速ω2。(II)风速突降后，系统的运行方式与风速突增相似，只不过此时起到限幅作用的曲线是下限幅功率曲线13，发电机输出功率达到限幅值之后沿下限幅功率曲线I3运动，直到风力发电系统捕获到的功率与发电机输出功率相同，系统稳定在新的运行点运行。
[0063]本实施例中，所述步骤I)中将当前转速闭环后和参考转速ω做差时，如果风力发电机处于启动过程中，将风力发电机的当前转速赋值给参考转速Ore3f，且在风力发电机稳定运行后，基于爬山法确定最优的参考转速ω ref的取值。
[0064]风力发电机的启动过程中，假设当前风速为V1，当风力发电机转速达到并网转速ω0时，图2所示的控制算法开始运行。首先，令转速给定值与当前检测到的电机转速保持一致，即转速环的输出始终保持为零;功率前馈值为当前转速在最大功率曲线Ii上的对应值Pi;由于转速环输出为零，功率环给定值等于前馈值。如图3所示，风速为V1，转速为ω O时，风力发电系统捕获到风能的功率为ρ2，由于P2>Pi，所以风力发电机的转速不断上升，随着转速的上升，发电机输出功率随着功率环的给定值沿着最大功率曲线1:不断上升，系统捕获到的风能随着发电机转速的变化沿着曲线I6变化，直到运行到A点，此时风力发电系统捕获到的风能与风力发电机输出功率相等，风力发电机转速维持在ω 定运行。此后，转速环的给定值维持在Q1不变，不再随实际检测到的转速变化而变化，在转速环的作用下，风力发电机转速维持在ω:稳定运行，启动过程结束。
[0065]本实施例中，基于爬山法确定最优的参考转速coref的取值的详细步骤包括:
[0066]Al)在风力发电机稳定运行后记录工作点的风力发电机输出功率；
[0067]Α2)增大参考转速coref的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率；
[0068]A3)判断新的工作点的风力发电机输出功率是否比上一工作点的风力发电机输出功率大，如果比上一工作点的风力发电机输出功率大则跳转执行步骤A2);如果比上一工作点的风力发电机输出功率小则跳转执行步骤A 4 )，如果和上一工作点的风力发电机输出功率相等则跳转执行步骤Α5);
[0069]Α4)减小参考转速coref的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率;跳转执行步骤A3);
[0070]Α5)将当前的参考转速ω 作为最优的参考转速ω ref。
[0071 ]本实施例中基于爬山法确定最优的参考转速coref的取值进行最大功率追踪，即增加(减小)转速给定值，待转速稳定后，判断此时发电机输出功率与之前的转速下发电机输出功率的关系，如果功率增加，则继续增加(减小)转速给定，如果功率减小，则减小(增加)转速给定，直至找到最大输出功率点，采用上述方法进行最大功率追踪，不需要测量当前的风速，对功率曲线的精度也不是十分敏感，当风速突变时，可以快速的追踪到新的最大功率点。本实施例中在增大参考转速ω rrf的值、减小参考转速ω rrf的值时，以固定步长扰动转速环的给定，并通过判断转速改变后风力发电机输出功率的变化方向来修改转速扰动的方向。如图4所示，假设当前系统稳定运行在A点，记录下此时风力发电机输出的功率P1;将转速环的转速给定修改为《2，待系统稳定运行在B点后，记录下此时风力发电机输出功率P2;由于Ρ2>Ρι，继续增加转速给定至ω 3，待系统稳定运行在C点后，记录此时风力发电机输出的功率P3;由于PKP2，修改转速扰动方向，减小转速给定。依次类推直至找到最大功率点。
[0072]以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法，其特征在于步骤包括: 1)将风力发电机的当前转速和参考转速做差并通过PI控制得到功率给定值； 2)根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线Ii确定前馈功率； 3)将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值； 4)将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值Pm; 5)将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Pm做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf; 6)将风力发电机的输出电流和电流给定值Irrf做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号。2.根据权利要求1所述的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法，其特征在于，所述步骤3)的详细步骤包括: 3.1)在风力发电机的最大功率曲线I1的上方确定上限幅功率曲线12、在风力发电机的最大功率曲线I1的下方确定下限幅功率曲线13，根据风力发电机当前转速在上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线I3上对应功率点确定功率限幅范围； 3.2)将限幅前的功率给定值和功率限幅范围进行比较，如果限幅前的功率给定值在功率限幅范围内，则直接将限幅前的功率给定值作为限幅后的功率给定值Pm输出；如果限幅前的功率给定值大于功率限幅范围的上限值，则将功率限幅范围的上限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出；如果限幅前的功率给定值小于功率限幅范围的下限值，则将功率限幅范围的下限值作为限幅后的功率给定值Pw输出。3.根据权利要求2所述的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法，其特征在于，所述步骤I)中将当前转速闭环后和参考转速Ore3f做差时，如果风力发电机处于启动过程中，将风力发电机的当前转速赋值给参考转速coref，且在风力发电机稳定运行后，基于爬山法确定最优的参考转速ω ref的取值。4.根据权利要求3所述的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪方法，其特征在于，所述基于爬山法确定最优的参考转速Orrf的取值的详细步骤包括: Al)在风力发电机稳定运行后记录工作点的风力发电机输出功率； A2)增大参考转速coref的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率； A3)判断新的工作点的风力发电机输出功率是否比上一工作点的风力发电机输出功率大，如果比上一工作点的风力发电机输出功率大则跳转执行步骤A2);如果比上一工作点的风力发电机输出功率小则跳转执行步骤A4)，如果和上一工作点的风力发电机输出功率相等则跳转执行步骤A5); A4)减小参考转速coref的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率;跳转执行步骤A3)； A5)将当前的参考转速COrrf作为最优的参考转速corrf。5.—种基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪系统，其特征在于包括: 转速外环单元，用于将风力发电机的当前转速和参考转速ω 做差并通过PI控制得到功率给定值； 前馈功率查找单元，用于根据风力发电机的当前转速查找风力发电机的最大功率曲线11确定前馈功率； 功率给定单元，用于将功率给定值、前馈功率相加得到限幅前的功率给定值； 功率给定限幅单元，用于将限幅前的功率给定值进行动态限幅得到限幅后的功率给定值 Pref; 功率内环单元，用于将风力发电机的输出功率和限幅后的功率给定值Pre3f做差并通过PI控制得到电流给定值Irrf; 电流内环单元，将风力发电机的输出电流和电流给定值Irrf做差并通过PI控制获取用于控制风力发电机进行发电的控制信号。6.根据权利要求5所述的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪系统，其特征在于，所述功率给定限幅单元包括: 功率限幅范围确定模块，用于在风力发电机的最大功率曲线Il的上方确定上限幅功率曲线12、在风力发电机的最大功率曲线I1的下方确定下限幅功率曲线13，根据风力发电机当前转速在上限幅功率曲线12、下限幅功率曲线I3上对应功率点确定功率限幅范围； 限幅处理模块，用于将限幅前的功率给定值和功率限幅范围进行比较，如果限幅前的功率给定值在功率限幅范围内，则直接将限幅前的功率给定值作为限幅后的功率给定值Pm输出；如果限幅前的功率给定值大于功率限幅范围的上限值，则将功率限幅范围的上限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出；如果限幅前的功率给定值小于功率限幅范围的下限值，则将功率限幅范围的下限值作为限幅后的功率给定值Prrf输出。7.根据权利要求6所述的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪系统，其特征在于，所述转速外环单元将当前转速闭环后和参考转速《re3f做差时，如果风力发电机处于启动过程中，将风力发电机的当前转速赋值给参考转速ω ref，且在风力发电机稳定运行后，基于爬山法确定最优的参考转速ω ref的取值。8.根据权利要求7所述的基于转速控制的风力发电最大输出功率跟踪系统，其特征在于，所述转速外环单元包括用于基于爬山法确定最优的参考转速ω 的取值的参考转速优化模块，所述参考转速优化模块包括: 初始稳定工作点记录子模块，用于在风力发电机稳定运行后记录工作点的风力发电机输出功率； 增大参考转速子模块，用于增大参考转速的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率； 功率比较子模块，用于判断新的工作点的风力发电机输出功率是否比上一工作点的风力发电机输出功率大，如果比上一工作点的风力发电机输出功率大则跳转执行增大参考转速子模块;如果比上一工作点的风力发电机输出功率小则跳转执行减小参考转速子模块，如果和上一工作点的风力发电机输出功率相等则跳转执行参考转速输出子模块； 减小参考转速子模块，用于减小参考转速Ore3f的值，当风力发电机稳定运行在新的工作点后，记录新的工作点的风力发电机输出功率;跳转执行功率比较子模块； 参考转速输出子模块，用于将当前的参考转速ω rrf作为最优的参考转速ω 。
【文档编号】F03D7/00GK106050558SQ201610383981
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】刘洁, 刘光欣, 史建英
【申请人】三重型能源装备有限公司, 三一重型能源装备有限公司