[发明专利]一种采用动态查表控制算法提高风力发电机组出力的方法

摘要

本发明公开了一种采用动态查表控制算法提高风力发电机组出力的方法，首先，通过给风力发电机组安装大气压传感器来采集环境空气的气压值，通过风力发电机组自身的环境温度传感器来采集环境空气的温度值；然后将采集到的环境空气气压值和温度值代入到气体状态方程中得到环境空气的空气密度值；最后将空气密度、叶轮的最大风能利用系数、叶轮的最优叶尖速比和传动链的能量传递效率输入到风力发电机组风能转换成电能的计算公式中得到各发电机转速下变频器的最优功率给定，最优给定输入到风力发电机组功率控制器中，最终可实现机组最大出力。本发明方法能有效解决此类风力发电机组在中低风速段发电量和功率曲线饱和度低的问题。

主权项

1.一种采用动态查表控制算法提高风力发电机组出力的方法，其特征在于：首先，风力发电机组通过传感器采集机组所处环境的气压和温度，然后通过气体动态方程计算得到空气密度；最后将空气密度，风机叶轮的最大风能利用系数、最优叶尖速比和传动链的能量传递效率输入到风力发电机组风能转换成电能的计算公式中得到变频器的最优功率给定，最终实现机组最大出力；其包括以下步骤：1)给风力发电机组安装大气压传感器来采集环境空气的气压值；2)通过风力发电机组自身的环境温度传感器来采集环境空气的温度值；3)将采集到的环境空气气压值和温度值代入到气体状态方程中得到环境空气的空气密度值；4)将空气密度，叶轮的最大风能利用系数、最优叶尖速比和传动链的能量传递效率输入到风力发电机组风能转换成电能的计算公式中得到各发电机转速下变频器的最优功率给定；其中，通过查询风力发电机组叶轮和传动链相关的技术资料得到叶轮的最大风能利用系数、最优叶尖速比和传动链的能量传递效率；再将空气密度，叶轮的最大风能利用系数、最优叶尖速比和传动链的能量传递效率输入到风力发电机组风能转换成电能的计算公式中得到变频器的最优功率给定；其中，所述风力发电机组风能转换成电能的计算公式如下：式中，P为风力发电机组的输出电功率，Cp为叶轮的最大风能利用系数，ρ为空气密度，A为叶轮的扫风面积，v为叶轮前的风速，ηDriveTrain为传动链的能量传递效率；根据叶尖速比的定义，可知风速与叶尖速比的对应关系如下：式中，v为叶轮前的风速，wg为发电机转速，R为叶轮半径，G为增速齿轮箱传动比，λ为叶尖速比；将风速与叶尖速比的关系式代入到风能转换成电能的计算公式中得到如下对应关系：将空气密度、最大风能利用系数、最优叶尖速比和传动链的能量传递效率代入后就可得到各发电机转速下的最优变频器功率给定如下：式中，pConverterOpt为变频器最优功率给定，Cpmax为最大风能利用系数，λOpt为最优叶尖速比；5)将计算得到的各发电机组转速下变频器的最优功率给定关系输入到风力发电机组功率控制器中，即可实现风力发电机组的最大出力。