[发明专利]基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统与方法

权利要求书

1.一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统，其特征在于：包括气象采集模块、电参数信号采集模块、风力发电机、模块化功率变换器(2)、蓄电池和系统控制智能体(3)，所述风力发电机、模块化功率变换器(2)和蓄电池均与电参数信号采集模块相连，所述系统控制智能体(3)与气象采集模块、电参数信号采集模块、风力发电机、模块化功率变换器(2)和蓄电池均相连；所述风力发电机为容错风力发电机(1)，所述容错风力发电机(1)包括定子(101)、多极转子(102)、定子上的容错齿(104)和两个容错齿之间的发电齿绕组(103)，所述多极转子(102)和定子上的容错齿(104)在定子圆周空间里均匀等间隔排列，所述系统控制智能体(3)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、发用电测评智能体和发用电执行智能体；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、容错风力发电机(1)和模块化功率变换器(2)均相连；所述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。

2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统，其特征在于：所述模块化功率变换器(2)中单相整流桥电路的数目与容错风力发电机(1)的相数相同，所述模块化功率变换器(2)中各单相整流桥电路输出端电压串联连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统，其特征在于：所述模块化功率变换器(2)每个相整流桥电路的输入端和容错风力发电机(1)每个相发电绕组的输出端之间均连接有常闭可控开关。

4.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统，其特征在于：所述电参数采集模块包括安装于容错风力发电机(1)各发电相整流侧上的电压和电流测量电路、安装于负荷接入侧母线上的电压和电流测量电路、安装于蓄电池端口的电压和电流测量电路、内阻测量电路以及温度测量电路；所述蓄电池的输出端口具有独立的充电回路和独立的放电回路。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统的控制方法，其特征在于：包括信息采集、接收数据并分析和系统控制执行三个步骤，所述接收数据并分析的具体步骤如下：

S1：首先风功率测评智能体接收来自气象信息采集模块的数据，分析计算出瞬时风速Vw、可吸收风功率Pa；

发电故障诊断智能体接收来自电参数信号采集模块的数据，分析计算出容错风力发电机(1)的可发电容量系数kF和故障发电相编号集Z{zi}；

发用电测评智能体接收来自电参数信号采集模块的数据，分析计算出容错风力发电机(1)的瞬时发电功率Pe、负荷功率PL、蓄电池的SOC、蓄电池的预期充电电流IBf和电压UBf；

S2：然后发电能量管理智能体根据上述三个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，并将该指令传送给发用电执行智能体。

6.根据权利要求5所述的一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统的控制方法，其特征在于：所述系统控制执行步骤中的容错风力发电机(1)包括三种工作模式，分别为负荷功率跟踪控制模式、恒功率控制模式和最大功率跟踪控制模式。

7.根据权利要求5所述的一种基于多智能体的容错风力发电机组能量管理系统的控制方法，其特征在于：所述接收数据并分析步骤S2中的发电能量管理智能体分析计算出的最优发电与用电配置指令包括：容错风力发电机(1)运行在负荷功率跟踪控制模式、恒功率控制模式和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Pg、故障发电相编号集Z{zi}、蓄电池的充电回路开关KBi以及蓄电池的放电回路开关KBo和负荷接入的回路投切开关KL的断开与闭合指令。