[发明专利]一种液压型风电机组最佳功率追踪控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种液压型风电机组最佳功率追踪控制系统，包括传感器组和工业计算机；工业计算机对接收到的管路参数做系统安全逻辑判断，当管路参数超出对应的预设阈值时触发急停，否则，结合管路参数、实时风速、风轮输出的转速和转矩、变量马达输出的转速和转矩、电网的有功功率以及当前风速下对应的最佳功率，计算获得变量马达摆角的补偿值，并结合并网发电控制环节获得的变量马达摆角基准值，共同输出到变量马达以控制风轮的转速，使风电机组输出的有功功率达到当前风速下对应的最大功率。本发明能够通过实时监测变量马达的转速以及风力机的转速来调整液压回路中变量马达的摆角，从而实现实时调控变量马达输出功率，实现最佳功率追踪。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体而言涉及一种液压型风电机组最佳功率追踪控制系统和方法。

背景技术

随着人类的进步社会的发展，化石能源的开发和利用已经超过了负荷，生存环境也逐渐恶化，清洁能源逐渐引起大家的重视。风能就是清洁能源中的一员，与传统化石燃料不同，风能在地球上储量巨大，利用的过程中不存在污染。然而，风速是一个高度随机且不确定的分量，风能转换系统(WECS)的输出功率与风速的立方成正比，从而引起风力机输出功率的波动，同时，为了实现风电机组的最大风能利用效率，即实现风电机组的最佳功率追踪控制，急需设计一种控制器根据系统参数变化对变量马达的摆角进行控制，实现最佳功率追踪。

同时，随着风电技术的不断积累和创新，风力机组的结构正变得越来越复杂，故障出现的可能性更加频繁。据统计目前70％以上的风力发电机组即将或已经超出质保期。同时由于风力机系统多处于偏远地段，其运行状态难以由人工去实时记载，因此风力机的运行状态参数以及其有可能产生的故障信息难以获取，那么我们便难以有效利用风力机运行中产生的运行参数对风力机的状态进行分析，同时也难以对其寿命进行预测，将大大降低其利用率。

液压型风力发电机组作为一种新型风电机组，采用定量泵-变量马达闭式液压柔性传动系统取代传统机型的刚性传动系统，提升了风电机组的电能质量，提高了风电机组的可靠性，针对液压型风力发机组功率追踪控制鲜见研究，但国内外学者针对液压型风力发电机组控制系统做了大量研究。

专利CN201911310437.4提出了液压型风电机组并网转速控制系统，通过控制变量马达摆角、液压储能子系统和比例节流阀开度，实现了液压型风电机组并网转速控制，但由于风电机组最佳功率追踪控制是风电机组具有并网发电功能之后需要实现的功能，仍需针对液压型风电机组最佳功率追踪控制进行研究。

专利CN202010827277.7提出了液压型风电机组功率主动控制系统及其主动控制方法，通过控制变量马达摆角、液压储能系统能量储放和比例节流阀阀口开度，实现有功功率的快速主动控制，同时减少了能量损耗，有功功率的快速精准控制是功率追踪控制的前提，仍需针对不同风速下的最佳功率追踪控制开展研究。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种液压型风电机组最佳功率追踪控制系统和方法，能够通过实时监测变量马达的转速以及风力机的转速来调整液压回路中变量马达的摆角，从而实现实时调控变量马达输出功率，实现最佳功率追踪。这样能够实现风力机组输出功率稳定的同时，输出更多的电能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种液压型风电机组最佳功率追踪控制系统，所述液压型风电机组包括风力机、闭式液压系统、泵站系统和并网发电系统；所述风力机包括风轮；所述闭式液压系统包括定量泵、高压管路、低压管路、变量马达和安全阀；所述并网发电系统包括发电机和电网；

所述控制系统包括传感器组和工业计算机；