[发明专利]一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法

权利要求书

1.一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：应用减小电磁转矩增益控制方法来实现最大功率点跟踪控制，该方法所用的公式为：

式(1)和式(2)为风力机数学模型，式(3)和式(4)为最大功率点跟踪控制策略；式中：J为转动惯量，T_m(v,ω)为风力机的机械转矩，T_e(ω)为发电机电磁转矩，v为风速，ω为风力机转速，为风力机角加速度，ρ为空气密度，R为风力机半径，C_p(λ)为风能利用系数，λ＝ωR/v是叶尖速比，ω_bgn为起始发电转速，K_d为电磁转矩增益系数，T_opt(ω)为风力机最优转矩，λ_opt为最佳叶尖速比，为最大风能利用系数；

根据风力机参数中的转动惯量来设置电磁转矩增益系数，其所用公式为：

K_d＝1-α×J (5)

式(5)为最大功率点跟踪控制策略，式(5)中α为K_d的调整系数，该调整系数α的取值范围由转动惯量J的上限值、下限值和电磁转矩增益系数K_d的上限值、下限值确定，按式(3)、式(4)和式(5)调整发电机电磁转矩，即可实现最大功率点跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：应用该方法实现最大功率点跟踪的具体步骤如下：

S1、输入风力机参数：风力机半径、转动惯量、最大风能利用系数、最佳叶尖速比，输入风电场环境参数：风电场空气密度；设定电磁转矩增益系数K_d的调整系数α；

S2、测量风力机转速ω，并根据式(3)、式(4)和式(5)确定的最大功率点跟踪控制策略计算发电机电磁转矩参考值

S3、测量发电机实际功率P_e，并根据公式T_e＝P_e×ω计算发电机实际电磁转矩；

S4、将发电机电磁转矩参考值和发电机实际电磁转矩T_e作差后输入控制器，控制器的输出值送入发电机和变流器及其控制系统，由其完成对发电机电磁转矩的控制。

3.根据权利要求1或2所述的一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：步骤S1中对调整系数α的设置方法为：

S11、确定应用该方法的风力机的转动惯量的取值范围[J_min，J_max]，其中J_min为多机型风力机的最小转动惯量，J_max为最大转动惯量；

S12、设定电磁转矩增益系数K_d的取值范围，即K_dmin≤K_d≤K_dmax；

S13、根据K_d＝1-α×J，结合J的取值范围[J_min，J_max]，可得α的取值范围为

4.根据权利要求3所述的一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：步骤S12中的电磁转矩增益系数K_d的下限值范围为[0.75，0.85]、上限值范围为[0.9，1.0]。

5.根据权利要求2所述的一种提升多机型风力机性能的最大功率点跟踪控制方法，其特征在于：步骤S4中的控制器为PI控制器。