一种基于动态转矩限值的风电机组最大风能捕获控制方法

摘要

一种基于动态转矩限值的风电机组最大风能捕获控制方法，包括如下步骤：(1)根据桨叶气动特性，确定机组的C_p‑λ曲线簇，当β＝β_fine＝常数，λ＝λ_opt＝常数时，获得C_p＝C_pmax最大值；(2)根据C_pmax和λ_opt数值，计算最优模态增益系数；(3)获得最佳风能捕获的二次曲线的转矩；(4)根据转矩控制器的性能指标要求，确定转矩PI控制器的比例系数Kp与积分系数Ki；(5)根据当前发电机转速值，动态计算控制器参考转速ω_ref与转矩最大T_max与最小限值T_min，使得转矩控制器沿着理想运行轨迹曲线工作，实现最大风能捕获。本发明提供了一种有效实现最大风能捕获、能效转化率较大、电能质量较高的基于动态转矩限值的风电机组最大风能捕获控制方法。

主权项

一种基于动态转矩限值的风电机组最大风能捕获控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)根据桨叶气动特性，确定机组的C_p‑λ曲线簇，当β＝β_fine＝常数，λ＝λ_opt＝常数时，获得C_p＝C_pmax最大值，其中，β为当前桨距角，β_fine为最优桨距角，λ为叶尖速比，λ_opt为最佳叶尖速比，C_p为风能利用系数，C_pmax为最佳风能利用系数；(2)根据C_pmax和λ_opt数值，计算最优模态增益系数，其中，ω为发电机转速，G为齿轮箱速比，ρ为空气密度，R为风轮半径；(3)获得最佳风能捕获的二次曲线的转矩数学表达式为：其中，ω_opt为最佳发电机转速；(4)根据转矩控制器的性能指标要求，确定转矩PI控制器的比例系数Kp与积分系数Ki；(5)根据当前发电机转速值，动态计算控制器参考转速ω_ref与转矩最大T_max与最小限值T_min，从而使得转矩控制器沿着理想运行轨迹曲线工作，实现最大风能捕获。