[发明专利]风力发电机的控制方法

权利要求书

1.一种风力发电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取风电场的相关信息，所述相关信息包括风电机组的台数n，总限电电能Δp，所述风电机组的限电前输出功率p，空气密度ρ，风速v，所述风电机组的风机叶片长度r，所述风电机组的当前桨距角Δβ以及所述风电机组的当前叶尖速比Δλ；

S2、根据所述风电机组台数n和总限电电能Δp，计算每台所述风电机组的减少输出功率Δp’，根据所述减少输出功率Δp’，得到所述风电机组的限电后输出功率p’；

S3、根据所述风机叶片长度r，计算所述风电机组的扫风面积a，根据所述限电后输出功率p’、扫风面积a、空气密度ρ、风速v以及限电后输出功率p’，计算所述风电机组的限电后转矩系数c_p’；

S4、根据所述限电后转矩系数c_p’和转矩系数的定义公式，得到所述风电机组的最佳桨距角和叶尖速比的组合(β’,λ’)，所述转矩系数的定义公式为：

c_p＝(0.44-0.167)βsin[π(λ-3)/(15-0.3β)]-0.00184(λ-3)β

其中，c_p为所述风电机组的转矩系数，β为所述风电机组的桨距角，λ为所述风电机组的叶尖速比；

S5、根据所述最佳叶尖速比λ’和所述风机叶片长度r，计算所述风电机组的风机转速ω；

S6、调节所述风电机组的桨距角为最佳桨距角β’，根据所述风机转速ω，调节所述风电机组的叶尖速比为最佳叶尖速比λ’。

2.如权利要求1所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述减少输出功率Δp’通过以下公式计算：

Δp’＝Δp/n；

所述限电后输出功率p’通过以下公式计算：

p’＝p-Δp’。

3.如权利要求1所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述扫风面积a通过以下公式计算：

a＝πr²/2；

所述转矩系数通过以下公式计算：

c_p’＝2p’/aρv³。

4.如权利要求1所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，所述桨距角β的取值范围为[0,90°]，所述叶尖速比λ的取值范围为[1,15]，所述最佳桨距角β’和最佳叶尖速比λ’通过暴力搜索的方式取得。

5.如权利要求4所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，在所述暴力搜索的过程中，所述桨距角的步长为0.5°，所述叶尖速比的步长为0.1。

6.如权利要求5所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，步骤S4具体为：

根据所述限电后转矩系数c_p’、转矩系数的定义公式以及所述桨距角β的取值范围[0,90°]和所述叶尖速比的取值范围[1,15]，取所述桨距角的步长为0.5°、所述叶尖速比的步长为0.1，通过所述暴力搜索的方式得到取值范围内所有符合所述限电后转矩系数c_p’的桨距角-叶尖速比组合(β₁,λ₁)、(β₂,λ₂)…(β_n,λ_n)；

根据公式计算每个所述桨距角-叶尖速比组合(β₁,λ₁)、(β₂,λ₂)…(β_n,λ_n)与所述当前桨距角Δβ和当前叶尖速比Δλ的标准差，并取所述标准差的最小值为所述最佳桨距角β’和最佳叶尖速比λ’；

其中i＝1,2,…,n。

7.如权利要求1所述的风力发电机的控制方法，其特征在于，步骤S5中，所述风机转速ω通过以下公式计算：

ω＝λ’/r。