[发明专利]一种风力发电机组功率的调节方法

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种风力发电机组功率的调节方法。

背景技术：

风力发电机系统是典型的复杂多变量非线性系统，影响其运行的因素有很多。它不仅会受到风速和随机变化的风向的影响，还会受到电网的参数波动和大气条件及空气密度等因素的影响。风力发电系统的功率调节分为力矩控制和速度控制两个运行区间。当转速低于额定转速时，风力发电机处于力矩控制部分，当转速高于额定转速时，风机处于速控控制。力矩控制的时候，一种常用的方法是查询力矩转速表，根据不同的转速查询得到对应的力矩。当处于速度控制的时候，风机一方面通过查询速度力矩表获得对应转速的力矩，另外一方面通过变桨改变叶轮的迎风角度，减少风能捕获，降低风机转速。在速度控制过程中，现有技术一般采用PID控制，PID系数是固定不变的，又因为风机的非线性特性，所以导致PID控制精度不高，经常超调；当速度控制和力矩控制转换的时候，风机转速会出现平稳性不好的缺点；当风机处于额定转速附近遇到阵风时，PID控制也会导致风机变桨系统变桨角度的突变，引起风机的载荷突变，减少风机的寿命。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种风力发电机组功率的调节方法，使得速度控制精度较高，而且速度控制与力矩控制之间过渡平稳，并且遇到阵风时风机变桨系统不会突变，提高了风机的寿命。

本发明所采用的技术方案是：一种风力发电机组功率的调节方法，它包括以下步骤：

（1）、通过传感器检测风机转速与环境中的风速，分别为测定转速V1与测定风速V2；

（2）、根据设定的参考转速V3与步骤（1）中测得的测定转速V1，计算转速误差E，E=V3-V1；

（3）、根据步骤（2）计算出的转速误差E计算误差变化率EC，EC(k)=(1-a)*(E(k)-E(k-1))+a*EC(k-1)，其中，k为本次值，k-1为上一次的值，开始的时候EC=0,E=0；a为设定的系数；

（4）、根据实时的转速误差E以及误差变化率EC查询P系数模糊数字表、I系数模糊数字表以及D系数模糊数字表，得到实时的控制器系数P、I、D，然后再根据实时的转速误差E、误差变化率EC、P系数、I系数以及D系数进行P运算、I运算以及D运算，得到的结果分别为PO、IO以及DO，再将PO、IO以及DO求和计算得到变桨参考值PIDO；

PO(k)=P*E(k)；

DO(k)=D*EC(k)；

I1(k)=I1(k-1)+I*E(k)，

IO(k)=I1(k)         （IO_min<I1(k)<IO_max），

IO(k)=IO_max        （I1(k)>IO_max），

IO(k)=IO_min        （IO_min>I1(k)），

PIDO(k)=PO(k)+DO(k)+IO(k)，

其中，k为本次值，I1为IO运算过程中用到的一个中间值，I1的初始值为0，IO_min为0，IO_max为90（表示最大变桨角度）；

（5）、根据步骤（1）测得的测定转速V1通过查询力矩转速表得到力矩设定值M，然后根据测定转速V1与力矩设定值M,计算平均功率P，根据步骤（1）测定的测定风速V2计算平均风速V4，P=Σ1nM*V1n,]]>V4=Σ1nV2n;]]>