[发明专利]一种并网型风力机控制方法

摘要

本发明涉及一种并网型风力机控制方法，该并网型风力机的叶轮捕获风能并将其转化为机械能，传递给发电机，发电机输出电能给电网。发电机并网前，控制器将变量液压泵的排量调节为最大值a，并调节变量液压马达的排量控制发电机转速达到并网转速。发电机并网后，当控制器检测到风速上升时，控制器将变量液压泵排量调节为零，并调节变量液压马达排量使叶轮转速达到最佳转速，实现最大功率跟踪控制；当控制器检测到风速下降时，控制器将变量液压马达排量调节为零，并调节变量液压泵排量使叶轮的转速达到最佳转速，实现最大功率跟踪控制。该方法既可高效传递能量，又可减轻传动系统转矩波动，在提高能量利用率的同时，降低传动系统故障率。

主权项

一种并网型风力机控制方法，该并网型风力机的叶轮（1）捕获风能并将其转化为机械能，叶轮（1）在风的作用下旋转并带动增速行星齿轮（2）转动，所述增速行星齿轮（2）通过机械液压混合传动装置（4）将能量传递给发电机（3），发电机（3）输出电能给电网；所述机械液压混合传动装置（4）包括第一齿轮（41）、第一齿轮副（42）、第二齿轮副（43）、调速行星齿轮和调速液压系统（5），所述第一齿轮（41）与所述增速行星齿轮（2）的输出轴相联接；所述第二齿轮副（43）包括相啮合的第五齿轮（431）和第六齿轮（432），所述第五齿轮（431）的一端与所述发电机（3）相联接；所述调速液压系统（5）包括变量液压泵（51）、变量液压马达（52）、蓄能器（54）和油箱（57）；其特征在于：所述发电机（3）并网前，控制器（6）输出变量液压泵（51）排量控制信号给所述变量液压泵（51）的排量执行机构，将所述变量液压泵（51）的排量调节为最大值a；所述控制器（6）采集安装在发电机（3）输入轴处的第一转速传感器（81）传递来的发电机（3）转速信号；所述控制器（6）根据发电机（3）转速ωe的大小，计算并输出变量液压马达（52）排量控制信号给所述变量液压马达（52）的排量执行机构，来调节所述变量液压马达（52）的排量，控制所述发电机（3）的转速ωe达到并网转速；此时，将所述发电机（3）并入电网；所述发电机（3）并网后，所述控制器（6）采集安装在所述叶轮（1）处的风速传感器（82）传递来的风速信号，并采集安装在所述叶轮（1）输出轴处的第二转速传感器（83）传递来的叶轮转速信号；每个风速v都对应一个最佳叶轮转速ωopt，使所述叶轮（1）捕获到最大功率；在不同风速特性下，所述控制器（6）将执行下述控制过程：1）当所述控制器（6）检测到风速上升时，控制器（6）输出变量液压泵（51）排量控制信号给所述变量液压泵（51）的排量执行机构，将所述变量液压泵（51）的排量调节为零；所述控制器（6）根据最优尖速比λopt计算得到当前风速v下的最佳叶轮转速ωopt，并与当前第二转速传感器（83）采集到的叶轮转速ω对比，计算得到所述变量液压马达（52）的理论排量Dm，并将此排量信号传递给变量液压马达（52）的排量执行机构，调节变量液压马达（52）的排量，使叶轮（1）的转速达到最佳转速ωopt；从而通过调节变量液压马达（52）的排量使叶轮（1）运转在最佳转速ωopt，实现最大功率跟踪控制；2）当所述控制器（6）检测到风速下降时，控制器（6）输出变量液压马达（52）排量控制信号给所述变量液压马达（52）的排量执行机构，将所述变量液压马达（52）的排量调节为零；所述控制器（6）根据最优尖速比λopt计算得到当前风速v下的最佳叶轮转速ωopt，并与当前第二转速传感器（83）采集到的叶轮转速ω对比，计算得到所述变量液压泵（51）的理论排量Dp，并将此排量信号传递给变量液压泵（51）的排量执行机构，调节变量液压泵（51）的排量，使叶轮（1）的转速达到最佳转速ωopt；从而通过调节变量液压泵（51）的排量使叶轮（1）运转在最佳转速ωopt，实现最大功率跟踪控制。