[发明专利]一种双馈风力发电系统最大风能跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电系统控制技术领域，涉及一种双馈风力发电系统最大风能跟踪方法。

背景技术

风能是一种具有随机性、不确定性的能源，如何设计一种跟踪控制策略，使风力机在不同风速下对风能的捕获效率最高是风力发电关键技术之一。目前一般采用无需测量风速的爬山搜索法，通过检测风力机输出功率和角速度，然后计算风力机功率对风力机角速度的斜率，得出合适的转速扰动量，该方法在阶跃风速下取得了较好的控制效果，但在渐变风速下动态追踪性能不佳，特别当风速变化较快时，风能捕获效率显著下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种双馈风力发电系统最大风能跟踪方法，解决在渐变风速下爬山搜索算法对风能跟踪性能下降的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种双馈风力发电系统最大风能跟踪方法，该方法按照以下步骤实施：

步骤1，

假设某一瞬间风速为V₁，检测V₁风速下风力机运行到A点的功率P_A；

步骤2，

假定V₁风速下风力机A点的功率P_A为某一虚拟风速V₂最大功率点B点的功率P_B(max)，也就是P_B(max)＝P_A，根据风轮机从风能吸收的功率特性公式计算出虚拟风速V₂：

V2=2PB(max)/ρSCpmax3]]>式1

式中，C_pmax为风力机最大功率利用系数，S为风力机扫掠面积，ρ为空气密度；

然后根据已计算出虚拟风速V₂及风轮叶尖线速度与风速的关系函数得到虚拟风速V₂的最优转速w_opt：

wopt=λopt×V2R]]>式2

式中，λ_opt为最佳叶尖速比，R为风轮半径；

步骤3，

将虚拟风速V₂的最优转速w_opt作为V₁风速下风力机下一时刻风力机的转速给定：风力机运行到C点，C点的角速度ω_C等于虚拟风速V₂的最优转速w_opt，再根据C点的角速度及风力机的运行状态，检测此时风力机的输出功率Pc，再以P_C作为虚拟风速V₃的最大功率点D点的功率P_D(max)，将P_D(max)带入式1得到虚拟风速V₃，再根据式2得到虚拟风速V₃的最优转速，再将虚拟风速V₃的最优转速作为V₁风速下风力机下一时刻E点的转速给定，风力机运行到E点，在新的工作点再按照上述方法继续搜索，即可搜索到V₁风速下的最优转速，同时得到V₁风速的最大功率。