[发明专利]一种低风速下风力发电机组MPPT自适应控制方法

摘要

本发明公开了一种低风速下风力发电机组MPPT(maximum power point tracking)自适应控制方法。通过实验法寻找低风速时风机在标准空气密度下的最优扭矩给定系数，并引入修正机制，在找到最优扭矩给定系数后，当满足最优扭矩给定系数的修正条件时，及时对最优扭矩给定系数进行再修正。通过以上控制方法，实现了不同机型、不同风机的MPPT自适应控制，使风机自动寻找到各自低风速下最优扭矩给定系数，从而提高风机的发电量。

主权项

1.一种低风速下风力发电机组MPPT自适应控制方法，其特征在于，包括如下工作步骤：步骤1：通过风机的模型仿真得到标准空气密度下扭矩给定系数K_仿真以及最优叶尖速比λ_opt，根据最佳叶尖速比法，由得到风机低风速段不同的风速V_j下的对应的风机转速ω_j，其中，R为风轮半径，j＝1...m，m为≥2的自然数；以设定的步长△f和上、下扰动数量n对K_仿真进行扰动，得到一系列不同的扭矩给定系数值K_i，满足如下关系K_i＝K_仿真‑(n+1‑i)△f，其中，i＝1...2n+1，n为≥2的自然数；步骤2：使风机分别在步骤1所述的不同的扭矩给定系数K_i下面并网运行，生成各扭矩给定系数下运行时30秒均值采样的风速‑功率曲线，记为历史风速‑功率曲线，共计2n+1条；并网运行时低风速下的扭矩输出T_i，满足如下关系:其中，ρ_实际为风机轮毂高度处实际空气密度，ρ_标准为风机标准空气密度，ω为风机转速，i＝1...2n+1；步骤3：比较步骤2所述2n+1条风速‑功率曲线在步骤1所述风速V_j处的功率，V_j处的最大功率对应的扭矩给定系数为V_j处的最优扭矩给定系数K_opt‑j，从而得到ω_j‑K_opt‑j关系表，利用线性插值法，得到风机在不同转速ω下的最优扭矩给定系数K_opt；然后使风机分别在上述线性插值得到的K_opt下面并网运行，生成30秒均值采样的风速‑功率曲线，记为实际风速‑功率曲线，并网运行时低风速下的扭矩输出T，满足如下关系：其中，ρ_实际为风机轮毂高度处实际空气密度，ρ_标准为风机标准空气密度，ω为风机转速；步骤4：最优扭矩给定系数Kopt‑j的修正，当实际风速‑功率曲线中风速Vj下的功率值比历史风速‑曲线中Vj对应的最大功率值低，且超过阈值时，将历史风速‑功率曲线中的Vj对应的最大功率值更新为实际风速‑功率曲线对应值，然后重新按照步骤3的方法获取Kopt‑j，并重新统计实际风速‑功率曲线。