。
[0032] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0033] (1)本发明中采用多智能体设计结构，各个智能体具有各自的数字微处理器控制 核心，各个智能体功能独立、模块化程度高，利于系统的维护、优化、扩充、升级、标准化生 产，以及各个功能模块参数的智能化监控。
[0034] (2)本发明中的管理策略引入了模块化风力发电机的可发电容量系数kF，使得发 电机在发生故障的情况下，可自适应地调整最大功率跟踪控制模式与恒功率控制模式的切 换风速阀点，避免了因发电机故障导致实际可发电容量变化而引起的风轮机功率与之不匹 配的问题。
[0035] (3)本发明中发用电测评智能体实时测算蓄电池的预期充电电流IBf和电压U Bf，并 对SOC进行监测，有效保障了蓄电池的科学合理充放电过程，利用延长蓄电池寿命。
[0036] (4)本发明中发电能量管理智能体通过综合考虑￥|、￥^?6、？。和50(：等状态量，将系 统运行分为负荷功率跟踪控制模式、恒功率控制模式、最大功率跟踪控制模式，有利用提高 整机系统运行的经济性和可靠性。
【附图说明】
[0037]图1是本系统的总体结构示意图；
[0038] 图2是模块化风力发电机和模块化功率变换器的基本结构与连接图；
[0039] 图3为模块化功率变换器内各相整流桥电路输出端串联连接示意图；
[0040] 图4为模块化风力发电机系统的能量流动通路图；
[0041 ]图5为智能体的基本组成结构图。
【具体实施方式】
[0042]以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的 具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]如图1所示，一种模块化风力发电机组多智能体能量管理系统，包括气象采集模 块、电参数信号采集模块、风力发电机、功率变换器和蓄电池，风力发电机、功率变换器和蓄 电池均与电参数信号采集模块相连，还包括系统控制智能体，系统控制智能体与气象采集 模块、电参数信号采集模块、风力发电机、功率变换器和蓄电池均相连;其中风力发电机为 模块化风力发电机，功率变换器为模块化功率变换器。
[0044] 其中系统控制智能体包括风功率测评智能体、发电故障诊断智能体、发电能量管 理智能体、发用电测评智能体、发用电执行智能体;所述风功率测评智能体与气象信息采集 模块相连;所述发电故障诊断智能体和发用电测评智能体均与电参数信号采集模块相连； 所述风功率测评智能体、发电故障诊断智能体和发用电测评智能体均与发电能量管理智能 体相连;所述发电能量管理智能体与发用电执行智能体相连;所述发用电执行智能体与蓄 电池、模块化风力发电机和模块化功率变换器均相连。并且各智能体均包括数字微处理器、 内部数据信息通信接口和外部物联网无线通讯接口；所述外部物联网无线通讯接口和系统 外部智能设备相连。
[0045] 如图5所示，各个智能体为了实现如上所述的各自功能，各智能体均包括数字微处 理器，以及必要的辅助数模混合功能电路，以便执行程序。同时，为了增加系统能量管理的 数据透明化、利用参数优化和性能评估，各智能体均还包括内部数据信息通信接口和外部 物联网无线通讯接口；内部数据信息通信接口实现本系统内部各个智能体之间的数据信息 交换，外部物联网无线通讯接口，通过利用如WiFi，GPRS、ZigBee和蓝牙等形式的无线通讯 协议，可以实现与本系统外部智能设备的数据信息交换。
[0046] 其中，电参数采集模块包括电压测量电路、电流测量电路、内阻测量电路和温度测 量电路，所述电压测量电路和电流测量电路设置在模块化风力发电机各发电相整流侧上、 负荷接入侧母线上以及蓄电池端口处;所述内阻测量电路和温度测量电路设置在蓄电池端 口处。
[0047]其中，气象信息采集模块包括风速检测电路、气压检测电路和气温检测电路;蓄电 池的输出端口设置有独立的充电回路和独立放电回路。
[0048]其中，如图2所示，模块化风力发电机主要由定子101、多极转子102、定子上的容错 齿104、两个容错齿之间的发电齿绕组103等部分组成。模块化功率变换器与模块化风力发 电机中均设置有单相整流桥电路，所述模块化功率变换器中单相整流桥电路的数目与模块 化风力发电机的相数相同，且各相整流桥电路的输入端装有电流传感器、输出端装有电压 传感器。如图3所示，各相整流桥电路输出端电压串联连接，总输出端装有电流传感器。模块 化风力发电机每个相发电绕组的输出端和模块化功率变换器每个单相整流桥电路的输入 端之间均连接有常闭可控开关105。
[0049] -种模块化风力发电机组多智能体能量管理系统的控制方法，包括信息采集、接 收数据并分析和系统控制执行三个步骤，
[0050] Sl:信息采集步骤具体步骤如下：
[0051] (1)气象信息采集模块内部包括风速、气压、气温检测电路，采集风轮机现场大气 的风速V w、气压P、气温Ta等数据信息，并将这些信息发送给风功率测评智能体。
[0052] (2)电参数信号采集模块采集蓄电池、模块化风力发电机和模块化功率变换器的 数据?目息，米集获得：
[0053] 1):模块化风力发电机各发电相整流器输入电流lex、输出电压Uex和总输出端电流 Ie，其中X为发电机的各相编号，X=I，…，m，m为发电机的总相数；
[0054] 2):负荷母线侧的电压Ul和电流Il;
[0055] 3):蓄电池端口的电压Ub、总电流Ib、内阻ro、温度Tb。
[0056] S2:接收数据并分析的具体步骤如下：
[0057] (1):风功率测评智能体接收来自气象信息采集模块的数据，风功率测评智能体内 存储有风轮机的最大风能利用系数C pmax、风轮机扫风面积A和大气常数Ra等固定参数，通过 式①计算出可吸收风功率P a值。
[0059] (2)发电故障诊断智能体接收来自电参数信号采集模块的Ue3x和Ie3x数据，通过分析 其幅值大小，判别出某些发电相是否发生了短路或断路故障，具体情况如下：
[0060] 1):当某发电相整流器的整流二极管出现短路或开路故障时，该相整流输入电流 Iex的平均值不等于〇,并且和〇相差的比较大；
[0061] 2):当电机某相绕组出现断路故障时，该相整流器输出电压Uex值为0;
[0062] 3):当电机某相绕组出现匝间短路故障时，该相整流器输出电压Uex值会较其他相 电压小许多。
[0063] 通过上述判别，发电故障诊断智能体可以建立出故障发电相的编号集Z{Zl}及故 障相数η、以及正常发电相的编号集Z{zy}，其中i为发电机故障相对应编号，y为发电机正常 相对应编号;再通过式②计算出模块化风力发电机的可发电容量系数k F值。
[0065] (3)发用电测评智能体接收来自电参数信号采集模块的数据，利用基本电学理论， 分析计算出模块化风力发电机的瞬时发电功率Pe = IeX (Uel+'"+Uem)、负荷功率Pl = Ul X II、 蓄电池的300 = 11〇^，18，^)，1^)，式中，11()为30(：与1^，18，^)，1^值之间的映射函数，该函数可 通过离线实验数据拟合方法建立。再根据蓄电池的SOC值，选用一种常规充电方法，如恒流 充电方法、恒压充电方法、二阶段和三阶段充电方法等，计算出蓄电池的预期充电电流IBf和 电压UBf。
[0066] (4):发电能量管理智能体接收来自发用电测评智能体、发电故障智能体和风功率 测评智能体传来的数据信息，分析计算出最优发电与用电配置指令。
[0067] 首先按式③和式④分别计算出动态额定发电模式切换风速阀点Vt和预期用电总 功耗P。值。
[0069]式中，Vn为模块化风力发电机的额定发电风速。
[0070] P〇 = PL+lBfUBf ④
[0071] 然后发电能量管理智能体根据￥|、￥^匕1。和50(：进行判断，形成最优发电与用电 配置指令，包括模块化风力发电机运行在负荷功率跟踪控制模式、恒功率控制模式、最大功 率跟踪控制模式的切换指令;各控制模式的期望发电功率P g;故障发电相编号集z{Zl};蓄电 池的充电回路开关KB。、蓄电池的放电回路开关Kb 1、负荷接入的回路投切开关k的断开与闭 合指令。
[0072]发电能量管理智能体其判断策略包括：
[0073] 1):当Vw>Vt且Pe>Pc时：将模块化风力发电机切换到负荷功率跟踪控制模式运行， 期望发电功率Pg = p。;同时，断开蓄电池的放电回路开关Kb。；
[0074] 2):当VW>VT且Pe < Pc时:将模块化风力发电机切换到恒功率控制模式运行，期望发 电功率Pg = kFPEN( Pen为模块化风力发电机正常态时的额定功率）；同时，闭合蓄电池的放电 回路开关Kb。，直至蓄电池的S0C〈0.2;
[0075] 3):当Vw < Vt且PAPc时:将模块化风力发电机切换到负荷功率跟踪控制模式运行， 期望发电功率Pg = p。;同时，断开蓄电池的放电回路开关Kb。；