[发明专利]直驱永磁同步风力发电机组风能捕获跟踪控制方法

权利要求书

1.一种直驱永磁同步风力发电机组风能捕获跟踪控制方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：判断风力发电机组转速需要调节的增加或减少的方向和调节量的大小，所述风力发电机组当前运行于风速为v₀、输出功率为P_e0、转速为ω₀的运行点，当当前风速v₀改变为v₁，调节如下：

当v₁＞v₀则转速向增大的方向调节，当v₁＜v₀则转速向减小方向调节，风速变化量为Δv＝|v₁-v₀|，转速调节量的大小为Δω＝Δvλ_max/R，转第二步；当v₁＝v₀，直接转第三步，其中λ_max为最佳叶尖速比，R为叶轮半径，ω_opt为对应于叶轮的上游风速v的最佳转速，下同；

第二步：采用第一步所述的转速调节量Δω得到转速指令ω_ref＝ω₀+Δω，输出功率指令采用输出功率指令P_ref和电网电压U得到输出电流指令将abc坐标下的输出电流指令I_ref进行坐标变换到同步旋转坐标dq坐标下的直轴电流给定值i_dref和交轴电流给定值i_qref，将直轴电流给定值i_dref和交轴电流给定值i_qref经过变频器调节风力发电机组使得风力发电机组的输出电流达到设定值，其中C_P为风能捕获系数，ρ为空气密度，S为风轮面积，P_m为机械功率；

第三步：当风力发电机运行于调节后的转速ω₁＝ω₀+Δω，采用机械功率检验转速增加和减少的方向的线程：当趋于0，则保留转速变化方向，直致 才停止，返回第一步；当在检验过程中风速已经变化到下一个新的值，则立即回到第一步。

2.根据权利要求1所述的直驱永磁同步风力发电机组风能捕获跟踪控制方法，其特征在于所述第二步还包括风速突变控制方法，当风速突变时，先快速即在0.02～0.04秒内反向调节机组的输出功率，对风力发电机组转矩突加冲量，具体步骤如下：

a)当转速向增加方向调节时，先在0.02～0.04秒内快速减少风力发电机组发出的有功功率为0.5P_e，一次调节后，风力发电机组再按发出的有功功率最大功率点对应点运行；

b)当转速向减小方向调节时，先在0.02～0.04秒内快速增加风力发电机组发出的有功功率为1.5P_e，一次调节后，风力发电机组再按发出的有功功率最大功率点对应点运行，其中增加后的风力发电机组发出的有功功率1.5P_e不超过额定功率，当增加后的风力发电机组发出的有功功率1.5P_e超过额定功率时设为额定功率。

3.根据权利要求1或2所述的直驱永磁同步风力发电机组风能捕获跟踪控制方法，其特征在于所述第三步检验为多线程检验，线程数为4n，其中n为自然数，转速增加和减少的方向各2n个线程。