具有能量预测功能的最大功率跟踪型风力发电装置及方法

摘要

具有能量预测功能的最大功率跟踪型风力发电装置及方法，属于风力发电能量变换领域，解决了小功率风力发电装置及发电方法中对系统的控制滞后，无法实现对蓄电池充电电流的预测和控制的问题。它的装置包括桨叶、低速永磁同步发电机、PWM整流充电功率模块、电能存储模块、主控制器模块、电流检测模块、母线电压检测模块、机械制动器、制动信号模块、偏航信号发生模块、发电机转速检测模块、风速风向差分接收模块、偏航步进电机和风速风向仪；它的发电方法为，根据风速信号对桨叶进行调整，控制低速永磁同步发电机实现最大功率的跟踪；再由对PWM整流充电功率模块的控制，实现低速永磁同步发电机的单位功率因数输出。本发明用于风力发电。

主权项

一种具有能量预测功能的最大功率跟踪型风力发电装置，其特征在于：它包括桨叶（1）、低速永磁同步发电机（2）、PWM整流充电功率模块（3）、电能存储模块（4）、主控制器模块（5）、电流检测模块（6）、母线电压检测模块（7）、机械制动器（8）、制动信号模块（9）、偏航信号发生模块（10）、发电机转速检测模块（11）、风速风向差分接收模块（12）、偏航步进电机（13）和风速风向仪（14）；其中：桨叶（1）与低速永磁同步发电机（2）同轴连接，采用PWM整流充电功率模块（3）将低速永磁同步发电机（2）输出的电压和电流进行整流后，输出给电能存储模块（4）进行充电；电流检测模块（6）采集低速永磁同步发电机（2）中两相绕组的电流和电能存储模块（4）的充电电流，并将采集到的电流信号输出给主控制器模块（5）；母线电压检测模块（7）采集电能存储模块（4）的输入母线电压，并将采集到的母线电压信号输出给主控制器模块（5）；发电机转速检测模块（11）采集低速永磁同步发电机（2）的转速，并将采集到的转速信号输出给主控制器模块（5）；风速风向仪（14）采集环境风速和风向信号，并将采集到的风速和风向信号发送给风速风向差分接收模块（12），风速风向差分接收模块（12）再将处理后的风速和风向信号输出给主控制器模块（5）；主控制器模块（5）的偏航信号输出给偏航信号发生模块（10），由偏航信号发生模块（10）控制偏航步进电机（13）对桨叶（1）的朝向进行控制；主控制器模块（5）的制动信号输出给制动信号模块（9），再由制动信号模块（9）控制机械制动器（8）对低速永磁同步发电机（2）的输入轴进行制动。