基于风力发电的最大功率跟踪控制的方法

摘要

本发明提供一种基于风力发电的最大功率跟踪控制的方法，包括步长、调整频率、停止功率跟踪门限等参数初始值的设定；对电压、电流以及频率进行采样步骤；判断调整频率的大小等步骤，整个操作过程精简，便于实施，实用性强；通过改变步长、跟踪频率、停止跟踪功率门限来进行多维度控制，改善跟踪的动态性能，提高跟踪的准确度；采用动态间隔吸收功率策略，当风速较低风机转速较慢时解决风机失速运行及停止转动等问题，实用性强；当风机的转速连续多次判断无变化后，强制对步长、跟踪频率、停止跟踪功率门限进行调节后继续跟踪，采用强制重新启动跟踪机制，解决长时间转速测量不变化带来跟踪失效问题，以适应风速随机波动的情况，提高跟踪准确度。

主权项

一种基于风力发电的最大功率跟踪控制的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：初始化，获取风机的初始转速ω(0)，设定停止功率跟踪门限setPd(0)、调整频率f(0)、初始步长Step(0)、最小转速调节门限setSd以及动态间隔不同时段时长T；步骤2：对电压U(k)、电流I(k)以及频率f₀(k)进行采样，根据电压U(k)以及电流I(k)计算第k次跟踪时所输出的实际功率P(k)，根据频率f₀(k)计算风机的转速ω(k)，k大于等于1；之后执行步骤3；步骤3：判断风机的转速ω(k)的高低，若处于高转速时，则执行步骤4；否则，按照动态间隔吸收功率策略进行，之后执行步骤10；步骤4：判断调整频率f(k)是否满足调整频率公式①：f(k)=f_|Δω(k)|≤f_{|ω(k)‑ω(k}‑_1)|≥setSd     ①，若满足，则执行步骤5；否则，执行步骤10；步骤5：判断风机的转速ω(k‑1)与ω(k)是否相同，若相同，执行步骤6；否则，则保存ω(k)的数值至ω(k‑1)中，之后执行步骤7；步骤6：判断风机的转速连续N次是否有变化，N大于等于2且小于等于100，若无变化，执行步骤7；否则，执行步骤10；步骤7：采用线性插值计算公式计算出最大输出功率P_m(k)；设定停止功率跟踪门限setPd(k)、调整频率f(k)以及步长Step(k)，之后执行步骤8；步骤8：比较实际输出功率P(k)与最大输出功率P_m(k)两者之间的关系，若满足公式②：P(k)‑P_m(k)<‑setPd(k)     ②，则实际功率点处于最大功率点的右侧，增加占空比，占空比的增量为Step(k)的数值大小，之后执行步骤10；否则，执行步骤9；步骤9：比较实际输出功率P(k)与最大输出功率P_m(k)两者之间的关系，若满足公式③：P(k)‑P_m(k)>setPd(k)     ③，则实际功率点处于最大功率点左侧，减小占空比，占空比的减小量为Step(k)的数值大小，之后执行步骤10；否则，标志已找到最大功率点，执行步骤10；步骤10：令k=k+1，并返回步骤2；其中，所述动态间隔吸收功率策略至少包括一个动态间隔吸收功率过程，所述动态间隔吸收功率过程为：在T时间内，先在T1时段进行最大功率跟踪，接着在T2时段释放风机使得风机的转速回升，其中，T满足公式④：T=T1+T2     ④。