[发明专利]一种基于液压传动的风力机及其控制方法

摘要

本发明涉及一种基于液压传动的风力机及其控制方法。所述风力机控制方法为：采用液压传动方式实现能量从叶轮到发电机的传递，在并网之前，通过检测永磁同步发电机的转速，由控制器控制变量液压马达的排量的调节，实现永磁同步发电机的恒频控制，使得永磁同步发电机的输出频率满足并网要求；在并网之后，通过检测叶轮的转速和输出功率，由控制器控制变量液压马达的排量的调节，实现叶轮的变速控制，使得叶轮捕获最大风能。本发明采用液压传动方式可以实现无级变速，蓄能器可以吸收由风速瞬变引起的能量波动，使得风力机可以在一定程度上避免由于风速波动带来的刚性冲击。在实现变速恒频控制的基础上，可以提高能量利用率，并节约了成本。

主权项

一种风力机控制方法，其特征在于：1)风力机通过叶轮捕获风能，叶轮将风能转换为机械能并将能量传递给定量液压泵，所述定量液压泵将输入的机械能转换为液压能输出，所述定量液压泵输出的液压能通过管路传递给变量液压马达，通过蓄能器来缓冲所述定量液压泵输出的液压能；所述变量液压马达将输入的液压能转换为机械能输出，所述变量液压马达带动永磁同步发电机转动输出电能，将所述永磁同步发电机的输出端直接连接电网；2)在叶轮的转轴上设置转矩转速仪，在所述永磁同步发电机的转轴处设置第一转速传感器，控制器分别与转矩转速仪、第一转速传感器、变量液压马达的排量控制端进行电气连接；3)在风力机启动之后，并入电网之前，将第一转速传感器测得的永磁同步发电机的实际转速值ωg输入控制器；所述控制器将实际转速值ωg与预先设定的额定转速值ωr相比较，得出转速偏差值ωe，所述控制器根据转速偏差值ωe通过PID算法计算出的恒频排量控制信号Qm；所述控制器输出恒频排量控制信号Qm给变量液压马达的排量控制端，通过调节变量液压马达的排量，来调节变量液压马达的转速，所述变量液压马达的转速等于永磁同步发电机的转速，使得永磁同步发电机的实际转速值ωg等于额定转速值ωr；当风力机满足并网要求时，所述控制器启动并网程序，将风力机并入电网；4)风力机并入电网之后，所述永磁同步发电机输出的电能的频率等于电网频率，所述永磁同步发电机的实际转速值ωg等于额定转速值ωr；当风力机工作在低于风力机的额定风速的某一风速下时，将转矩转速仪测得的所述叶轮的转速值ωw和输出功率值Pw分别输入控制器；所述控制器根据叶轮的转速值ωw计 算出最大功率值Pm，所述控制器将最大功率值Pm与输出功率值Pw相比较得出的功率偏差值Pe，所述控制器根据功率偏差值Pe通过PID算法计算出变速排量控制信号Qb；所述控制器输出变速排量控制信号Qb给变量液压马达的排量控制端，通过调节变量液压马达的排量，来调节定量液压泵与变量液压马达相连接的管路中油液的压力，实现对定量液压泵的转速的调节，使得叶轮捕获最大风能。