一种定桨距变速风力发电机组的全风速功率控制方法

摘要

一种定桨距变速风力发电机组的全风速功率控制方法，属风力发电技术领域的控制方法，可以实现定桨距变速风力发电机组在不同风速段高效、安全运行的控制目标。该控制方法由转速调节环节①、最大功率跟踪环节②和最大功率限制环节③三个部分构成。其中转速调节环节有转速调节器PID1组成；最大功率跟踪控制环由转速反馈最佳功率控制算法和调节器PID2组成；最大功率限制环节由气动功率观测器和调节器PID3组成。运用本发明控制方法可以方便的实现机组额定转速对应的风速以下的最大功率跟踪、额定转速对应的风速以上和额定风速以下的恒转速运行、额定风速以上的恒功率运行以及这三个工况之间的软切换。在我国定桨距变速风力发电机组中有一定的应用前景。

主权项

一种定桨距变速风力发电机组的全风速功率控制方法，由转速调节环节①、最大功率跟踪环节②和最大功率限制环节③三个部分构成：1)转速调节环节①将参考转速(最大功率跟踪环节的输出值)ω*与机组的实际转速反馈ω之间的误差Δω作为PID1调节器的输入，输出值作为网侧变换器的q轴电流给定iq*，控制发电机的有功功率，即发电机的电磁转矩。参考转速的最大值为最大功率跟踪环节调节器的最大饱和输出值。2)最大功率跟踪控制环②根据当前的转速，计算出当前转速对应的最优输出功率，作为机组最优输出电功率的给定值Popt*，该值与实际输出电功率反馈值Pe的误差作为PID2调节器的输入，调节器的输出作为转速调节环的参考给定。3)功率限制环③将风机运行的气动功率反馈信号Pm与最大功率限制给定Prated的差ΔPm加至PID3调节器。其输出作为补偿信号加到最大功率跟踪控制环节②，有三种不同的连接方式：第一种，PID3的输出作为转速补偿与最大功率跟踪控制环节②的转速反馈信号相加；第二种，PID3的输出作为功率补偿与最大功率跟踪控制环节②的输出电功率的反馈信号相减；第三种，PID3的输出作为功率补偿与最大功率跟踪控制环节②的最优输出电功率给定值Popt*信号相加。