[发明专利]一种基于极值搜索的风电机组最大出力追踪控制方法

摘要

本发明公开了一种基于极值搜索的风电机组最大出力追踪控制方法，主要包括第一个闭环反馈、第二个闭环反馈、第三个闭环反馈三个步骤。本发明在捕获最大风能的同时对机械转矩进行控制来抗机械疲劳的方法，通过对基于滑模的极值搜索控制进行改进，在最大风能追踪效果上风速变化后能迅速调整转速保持叶尖速比λ为其最佳值，使风能利用系数Cp恢复到最大值；在机械转矩控制上，能使Tm在风速变化之后变化稳定，没有振荡，达到了减轻机械疲劳的目的。该方法既能保证双馈型变速恒频风电机组在额定风速以下运行时能捕获到最大的风能，又能保证在不改变机械部件结构或材料的前提下通过对控制信号的处理来实现对机械转矩的控制，达到降低机械载荷的目的。

主权项

1.一种基于极值搜索的风电机组最大出力追踪控制方法，其特征在于，所述用于实现风电机组最大出力追踪的基于滑模的极值搜索的控制方法包括以下步骤：第一个闭环反馈：用于产生一个输出有功功率p_s的反馈值；具体的信号传递过程为：双馈电机发出的有功功率p_s与功率参考值p_s,ref进行比较，其差值ε传给符号函数sgn(ε)，当sgn(ε)发生变化时，产生滑模动作，乘以一个常数u后将信息传递给模块v₀/s，这样就得到了转速的参考值ω_r，ref，根据WCES图像，从而得到了有功功率p_s，有功功率p_s又反馈给功率参考值p_s，ref，从而形成一个功率闭环反馈；第二个闭环反馈：用于产生输出值与参考值的差值ε的反馈闭环系统；具体的信号传递过程为：符号函数sgn(ε)经过放大Z₀倍后，与一个预设值ρ进行比较，其差值经过一个1/s环节，得到了功率参考值p_s，ref，功率参考值p_s，ref与有功功率p_s进行比较，得到一个差值ε，然后将差值传递给符号函数sgn(ε)，又形成一个反馈闭环系统；第三个闭环反馈：用于实现对ω_r的变化率进行控制，进而能将ΔT_m限制在其具体的实现方式为：有功功率p_s与功率参考值p_s,ref进行比较，得到一个差值ε，然后将差值传递给符号函数sgn(ε)，符号函数sgn(ε)一方面经过放大Z₀倍后，与一个预设值ρ进行比较，其差值经过一个1/s环节，得到了功率参考值p_s,ref，又与有功功率p_s比较，形成一个闭环反馈；另一方面，符号函数sgn(ε)放大U倍后得到U₀/s，从而得到了转速的参考值ω_r,ref，ω_r,ref与ω_r比较，其差值经过一个PI比例微分环节，得到标准转子交轴分量再与预设值i_qr进行比较，确定合理的上限值就能对ω_r的变化率进行控制，进而能将ΔT_m限制在内。