专利名称：配有功率跟踪分析的小型风力发电机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电装置，尤其配有功率跟踪分析的小型风力发电机组。
背景技术：
不需要燃料、不占耕地、没有污染，运行成本低使风力发电产业发展前景非常广
阔。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来
促使发电机发电。风力发电在世界上形成一股热潮，以芬兰、丹麦等国家应用最广；我国风
能资源十分丰富，尤其在西部地区大力提倡，但管理滞后影响风电"进步"。 目前火电平均4500元/kW，风电平均每8000 9000元/kW，平均造价高于火电。
火电平均电价0. 36元/千瓦时，风电平均电价为0. 56元/千瓦时，影响电网并网发电的积极性。 另外，风电机组和系统设计技术、设备性能、效率以及技术工艺水平与欧洲相比存 在很大差距。国产风电关键部件，如液压系统、联合器、电控等可靠性差，技术不够成熟。
—般风车有两大类，水平式风车(主轴垂直安装)，还有垂直式风车，后者比较广 泛被应用，前者通常只用在小风车上。 风车的叶片受到风的吹拂后，旋转，当达到一定转速后，测量部分测量到转速足 够，由于这个时候风车转时，带动了齿轮箱将转速略微提高。然后，后边是一台异步发电机。 风车通常使用异步发电机，而不是同步发电机，因为他根本无法获得保证输出频率与转速 相等，风车转速是一直在变化的，这样带动异步发电机，转得越快，电流越大，越慢则电流越 小，当转速太小的时候，检测电路检测到，然后分离发电机与电网的连接，因为如果不分离， 发电机转子速度小于同步速，他就成电动机了。 此外，风车发电，由于异步发电机性质决定，大风车通常都有一个逆变电源来初始 化发电机的旋转磁场，而有的则依赖同步发电机，不过大多都为从电网反送电。也就是当转 速到达一定程度后，即转速大于同步速后，将三相电接入发电机，电网给发电机送电，由于 大于同步速运转的转子在旋转，这个时候他不消耗有功，而消耗无功，但发出有功电能，然 后实现发电。 值得注意的是，异步发电机一定需要外部电源初始化他，是为了让他建立起旋转 磁场，否则不能发电的，但他外部电源如果是220V50HZ，那么只要他的转速超过同步速，他 转得越快，发出的电流就越大，电压和频率是不会发生变化的，是和给予他初始化电能的电 网一致的。但风力发电机组在实时风力发电工作过程中，无法准确跟踪设定功率曲线。
发明内容
本发明需要解决的问题是风力发电机组在实时风力发电工作过程中，能准确跟踪 设定功率曲线。 本发明提供一种配有功率跟踪设计的并网型小型风力发电机组，一种配有功率 跟踪分析的小型风力发电机组，在本发电机组的并网逆变器中配有功率跟踪装置，所述的跟踪装置将动态波动的瞬时功率进行平均，并以稳定风机输出整流电压的方式进行稳压控 制，通过对功率的平均计算，来步进控制风机输出整流电压，依序采用PI控制器、P丽发生 器至风机发电机组，采样的数据经功率跟踪计算后回到PI控制器，其计算方法为以电压对 应功率的方式进行设定，保存1、2…M点的功率采样值，当前功率值为 <formula>formula see original document page 4</formula>当采样到M+1点时，P(l) 二P(M+1)，进行一个循环。 在本发电机组的并网逆变器中，采用一种非常适用于风力发电系统的功率跟踪算 法使得整个系统可以工作在最优的功率输出状态。它采用一种时间窗的方式将动态波动的 瞬时功率进行平均，并以稳定风机输出整流电压的方式进行稳压控制。通过对功率的平均 计算，来步进控制风机输出整流电压，以电压跟踪方式进行控制，可以非常优化的跟踪设定 功率曲线，以达到稳定跟踪的效果。 在上述方案基础上，所述的功率跟踪装置由DSP与微控制单元(MCU)连接，通过PC
计算机和显示。进行数字信号处理，经单片机由PC显示和控制。 为提高本发明装置的性能，在小型发电机组上配有电磁干拢滤波器(EMI)。
本发明的优越性在于可以在风速快速增加的时候，尽量大的输出功率；当风速
快速减小的时候，稳定发电机输出整流电压，减小发电机阻力矩，以使转速平稳下降。
附图1为带最大功率跟踪算法的逆变器结构简图
附图2本发明流程图
具体实施例方式
附图1为带最大功率跟踪算法的逆变器结构简图和附图2本发明流程图所示，一 种配有功率跟踪分析的小型风力发电机组，在本发电机组的并网逆变器中配有功率跟踪装 置，所述的跟踪装置将动态波动的瞬时功率进行平均，并以稳定风机输出整流电压的方式 进行稳压控制，通过对功率的平均计算，来步进控制风机输出整流电压，依序采用PI控制 器、P丽发生器至风机发电机组，采样的数据经功率跟踪计算后回到PI控制器，其计算方法 为以电压对应功率的方式进行设定，保存1、2…M点的功率采样值，当前功率值为 ，) + P(2):…+ P(M),当采样到訊点时，p(D 二P(M+1)，进行一个循环。 M 所述的功率跟踪装置由DSP与微控制单元(MCU)连接，通过PC计算机和显示。进 行数字信号处理，经单片机由PC显示和控制。 在逆变器上配有电磁干拢滤波器(EMI)，提高控制电路的稳定性。 其中，PI调节器为"比例一积分"调节器，用于稳定整个控制环路，调节系统动态和
静态特性。 P丽发生器为脉冲宽度调节，用于通过对高频脉冲的宽度(占控比)调节，达到控 制脉冲大小的作用。
权利要求
一种配有功率跟踪分析的小型风力发电机组，其特征在于，在本发电机组的并网逆变器中配有功率跟踪装置，所述的跟踪装置将动态波动的瞬时功率进行平均，并以稳定风机输出整流电压的方式进行稳压控制，通过对功率的平均计算，来步进控制风机输出整流电压，依序采用PI控制器、PWM发生器至风机发电机组，采样的数据经功率跟踪计算后回到PI控制器，其计算方法为以电压对应功率的方式进行设定，保存1、2…M点的功率采样值，当前功率值为当采样到M+1点时，P(1)＝P(M+1)，进行一个循环。F2009101986799C0000011.tif
2. 根据权利要求1所述的配有功率跟踪分析的小型风力发电机组，其特征在于，所述 的功率跟踪装置由DSP与微控制单元(MCU)连接，通过PC计算机和显示。进行数字信号处 理，经单片机由PC显示和控制。
3. 根据权利要求1所述的配有功率跟踪分析的小型风力发电机组，其特征在于，在逆 变器上配有电磁干拢滤波器(EMI)。
全文摘要
本发明涉及风力发电装置，尤其配有功率跟踪分析的小型风力发电机组。在本发电机组的并网逆变器中配有功率跟踪装置，所述的跟踪装置将动态波动的瞬时功率进行平均，并以稳定风机输出整流电压的方式进行稳压控制，通过对功率的平均计算，来步进控制风机输出整流电压，依序采用PI控制器、PWM发生器至风机发电机组，采样的数据经功率跟踪计算后回到PI控制器，其计算方法为以电压对应功率的方式进行设定，当前功率值为，当采样到M+1点时，P(1)＝P(M+1)，进行一个循环。可以在风速快速增加的时候，尽量大的输出功率；当风速快速减小的时候，稳定发电机输出整流电压，减小发电机阻力矩，以使转速平稳下降。
文档编号H02P9/00GK101702522SQ200910198679
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者王一鸣, 许颇 申请人:宁波锦浪新能源科技有限公司