[发明专利]风力发电最大功率点跟踪的改进自适应转矩控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，特别是一种风力发电最大功率点跟踪的改进自适应转矩控制方法。 

背景技术

为了提高低于额定风速区间的风能捕获效率，变速恒频风力发电机组一般采用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)控制策略。功率曲线法(Power Signal Feedback，PSF)是应用最广泛的MPPT控制方法之一。然而，功率曲线法基于系统稳态设计而忽略了风机系统在不同稳态工作点之间跟踪的动态过程，这是导致应用该方法的风机不能高效率捕获风能的原因之一。 

为了改善上述问题，美国国家可再生能源实验室的L.J.Fingersh和P.W.Carlin首次提出了利用发电机电磁制动转矩帮助风机加速或减速的改进思路；在此基础上，Johnson K.E.等人提出了减小转矩增益(Decreased Torque Gain，DTG)控制。该控制方法不仅通过减小电磁制动转矩提高了风机在跟踪渐强阵风时的加速性能，更首次应用了以放弃部分低风速段的转速跟踪效果换取高风速段的高风能捕获效率的控制思想；进一步地，考虑到DTG控制采用恒定的转矩增益系数，难以根据变化的风速条件动态调整增益系数以获得更高的捕获效率，为此Johnson K.E.等人又设计出自适应转矩控制(Adaptive Torque Control，AT Control，简称为AT)，利用自适应算法和历史运行工况的统计数据，迭代搜索并在线修正转矩增益系数，以响应迭代周期时间尺度上的风速条件变化。但是，该方法却会受到风速变化的影响而计算出异常的转矩增益系数，导致风能捕获效率不升反降。针对该问题的研究仅限于现象分析和机理探索，尚未见相应的改进方法。 

综上所述，上述研究工作主要通过调整电磁制动转矩来改善风机的动 态性能和跟踪效果，突破了传统功率曲线法忽略跟踪动态的局限性。然而，自适应转矩控制出现搜索异常的问题仍然是影响最大功率点跟踪控制效果的重要原因。因而，对自适应转矩控制的转矩增益系数搜索异常的情况进行改善十分必要，但是现有技术中尚无相关描述。 

发明内容

为了解决现上述问题，本发明提供风力发电最大功率点跟踪的改进自适应转矩控制方法，根据最佳转矩增益系数与风速条件的统计关系设置该参数的搜索范围，以传统自适应转矩控制为基础，采用自适应搜索算法优化电磁制动转矩增益系数。 

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的： 

一种风力发电最大功率点跟踪的改进自适应转矩控制方法，其特征在于，采用自适应转矩控制方法，通过自适应搜索算法优化发电机的电磁制动转矩增益系数来实现最大功率点跟踪控制，所述自适应转矩控制方法所用公式为： 

Jω·=Tm(v,ω)-Te(ω)---(1)]]>