[发明专利]开关磁阻风力发电机组多智能体能量管理装置与方法

说明书

本发明提供了一种开关磁阻风力发电机组多智能体能量管理装置与方法，包括气象采集模块、系统控制智能体、电参数信号采集模块、开关磁阻风力发电机、模块化功率变换器和蓄电池，发电能量管理智能体能够分析计算出最优发电与用电配置指令，并将该指令传送给发用电执行智能体执行，使得开关磁阻风力发电机切换运行在负荷功率跟踪控制、恒功率控制和最大功率跟踪控制三种模式下，以实现开关磁阻风力发电机组的发用电能量管理。本发明可使机组的发电容量能够自适应容错匹配，具有系统模块化程度高、利于维护升级，整机运行经济和可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种开关磁阻风力发电机组多智能体能量管理装置与方法。

背景技术

风能是大自然赐予我们一种取之不尽、无任何污染的可再生能源，随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，风力发电技术也得到了飞速发展，如公告号为：CN 104124709A的中国专利公开了一种基于功率预测的风电并网运行系统，该系统包括：风力发电机，用于将风能转换成电能，其中该风力发电机采用双馈电机；风机电压、电流、转速采样模块，用于检测电机运行时的电压、电流和转速；气象信息采集模块，用于实时采集风力发电机周边气象信息；刹车卸能模块，用于电机失速时刹车减速；储能模块，包括蓄电池组，用于在未并网时储存电能；微处理器，用于控制整个发电系统的运行；并网电源逆变装置，其用于将风力发电机并网至电网，该基于功率预测的风电并网运行系统还包括自动发电量控制(AGC)协调模块，基于气象信息和电网信息，预测和控制风力发电机并网时的发电功率，该模块包括：电网数据获取单元，可从电网调度中心实时读取电网量测数据；电网数据分析单元，可对所述电网量测数据进行数据处理和质量判断，判断电网所处的控制区间；发电功率协调单元，由实时发电计划获得基点，并计算电网调节需求，并按照协调控制策略进行调节功率分配，该发电功率协调单元与微处理器相连，并通过微处理器向并网电源逆变装置的驱动模块发出指令，以控制功率输出。并且公告为：CN104124710A的中国专利公开了一种基于功率预测的风电并网运行控制方法，该方法基于如上系统运行，该方法包括如下步骤：

(1)获取步骤：由所述驱动模块获取所述转换电压的瞬时电压值得到一个子电压，由所述驱动模块获取所述转换电压的相位角得到一个子相位角，由所述驱动模块获取所述转换电压的频率得到一个子频率，由所述驱动模块获取电网电压的瞬时电压值得到一个母电压，由所述驱动模块获取电网电压的相位角得到一个母相位角，和由所述驱动模块获取电网电压的频率得到一个母频率；

(2)计算步骤：由所述驱动模块计算所述子电压与所述母电压之差得到一个电压差，由所述驱动模块计算所述子相位角与所述母相位角之差得到一个相位角差，由所述驱动模块计算所述子频率与所述母频率之差得到一个频率差；

(3)判断步骤：由所述驱动模块判断是否收到所述同期指示信号，由所述驱动模块比较所述频率差的绝对值与一个预设频率差，由所述驱动模块比较所述电压差与一个预设电压差，若所述转换电压与电网电压同期、所述频率差的绝对值小于所述预设频率差且所述电压差的绝对值小于所述预设电压差，则所述驱动模块控制所述可控开关模块，使得所述转换电压并网于所述电网，否则进入下一个步骤；

(4)调控步骤：所述驱动模块将所述相位角差通过PID运算得到一个目标频率，所述驱动模块调整所述子频率等于所述目标频率，且所述驱动模块调整所述子电压等于所述母电压，返回判断步骤；

(5)功率控制步骤：驱动模块根据微处理器的指令，实时控制斩波模块的占空比以控制功率输出满足电网的需求。

该系统及控制方法通过自动发电量控制(AGC)协调模块，仅基于气象信息和电网信息，预测和控制风力发电机并网时的发电功率，而没有将发电故障的因素考虑到风力发电机发电功率中去，缺少风力发电机组的容错匹配，在使用过程中适应性低，系统运行的可靠性不高。

发明内容