[发明专利]面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法

权利要求书

1.一种面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法，其特征在于，MPPT运行模式下的风电机组控制器输出电磁转矩指令值为：

T_e＝K_optω²-G(T_m-K_optω²)

式中，T_e为电磁转矩指令；T_m为气动转矩，计算方式为：T_m＝0.5ρπR⁵C_p(λ)ω²/λ³，其中ρ为空气密度，R为风轮半径，ω为风轮转速，C_p(λ)为风能利用系数，当桨距角设定为0°时仅与叶尖速比λ＝ωR/v有关，v为当前风速值；K_optω²为最优转矩，为最优叶尖速比λ_opt对应的最大风能利用系数；G为补偿系数，根据当前风速与风轮加速度信号对其进行动态调整。

2.根据权利要求1所述的面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法，其特征在于，根据当前风速与风轮加速度信号对补偿系数G进行动态调整，具体过程包括：

步骤2-1，风速测量仪对当前瞬时风速进行采样，并将瞬时风速测量值发送给风电机组控制器；同时，风电机组控制器获取此时的风轮加速度信号；

步骤2-2，风电机组控制器根据所述风速测量值与风轮加速度，对所述补偿系数G进行动态调整，调整公式为：

式中，为风轮加速度；g₁、g₂为预先通过风电机组建模与仿真获取的适用于风电机组机型的加权系数。

3.根据权利要求1所述的面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法，其特征在于，所述加权系数g₁、g₂，具体获取方式为：

步骤3-1，根据风电机组的结构参数与控制参数，预先构建所述风电机组的简化数学模型：

T_e＝K_optω²-G(T_m-K_optω²)

步骤3-2，根据IEC61400-1标准要求，生成各类典型风况：依次改变平均风速、湍流强度等级和积分尺度，生成每种风况下各n条持续时间为t1min、风速采样周期为t2s的湍流风速序列；

步骤3-3，根据额定转矩限制T_eN确定g₁、g₂的允许取值范围：设置g₁、g₂初值均为0，依次改变g₁、g₂的取值，基于所述风电机组的简化数学模型针对步骤3-2中每一条湍流风速序列进行时域仿真并记录载荷，直至输出电磁转矩超过设定阈值，停止搜索；

步骤3-4，基于所述风电机组的简化数学模型，针对步骤3-2所述的每一条湍流风速序列，采用传统OTR方法进行时域仿真并记录载荷，

步骤3-5，计算每组g₁、g₂所对应的载荷相比于采用传统OTR方法所对应的载荷的平均减载率；

步骤3-6，在各组g₁、g₂中，选取平均减载率最高的一组加权系数。

4.根据权利要求3所述的面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法，其特征在于，步骤3-2中t1＝10min，t2＝0.05s。

5.根据权利要求3所述的面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法，其特征在于，步骤3-3中所述改变g₁、g₂的取值，变化步长分别为0.01、1。

6.根据权利要求3所述的面向风电机组MPPT的改进最优跟踪转子控制方法，其特征在于，步骤3-3中设定阈值为110％T_eN。