專利名稱：：一種基于自適應(yīng)理論的風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于風力發(fā)電機控制領(lǐng)域，尤其涉及一種風力發(fā)電機最大風能捕獲控制的方法。
背景技術(shù)：
：在變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)中，風力發(fā)電機運行在低于額定風速下時，需要不斷通過調(diào)整發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩Te以改變風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速ωr，追蹤最優(yōu)轉(zhuǎn)速值COr。pt，使風力發(fā)電機運行在最優(yōu)工作點(OptimalOperatingPoint本發(fā)明中簡稱OOP)，從而使風力發(fā)電機可以捕獲更多風能。近年來，國內(nèi)外科研人員針對風力發(fā)電機最大風能捕獲提出了一系列的控制策略。其中有些控制方法需要獲取較多的風力發(fā)電機氣動特性信息，以及風速信息，例如，采用滑膜控制可以相對準確地給出風力發(fā)電機下一控制周期的運行方式(加速，減速或者保持運行狀態(tài)不變等)，但是受測量風速引起的偏差以及由于風力發(fā)電機氣動特性隨運行時間變化等因素將影響它的控制效果；另外一些控制方法所需的風力發(fā)電機信息較少，例如爬山搜索法雖然不需要測量風速，所需信息很少，僅通過判斷風力發(fā)電機捕獲功率的變化給出風力發(fā)電機下一控制周期的運行方式，但是大型風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣量非常大，轉(zhuǎn)速響應(yīng)很難提高，風速波動變化會導(dǎo)致風力發(fā)電機在沒有達到最優(yōu)轉(zhuǎn)速時，便因為風力發(fā)電機功率增減情況的變化而改變風力發(fā)電機的運行狀態(tài)，因此會導(dǎo)致風力發(fā)電機實際轉(zhuǎn)速不斷偏離最優(yōu)轉(zhuǎn)速，尤其在風速突變情況很嚴重的情況時，控制器給出的控制信號可能使風力發(fā)電機一直背離最優(yōu)轉(zhuǎn)速運行。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法，該方法結(jié)合自適應(yīng)控制理論，可以在對風力發(fā)電機進行最大風能捕獲控制的同時，不斷修正因風力發(fā)電機氣動特性變化引起的最大功率曲線偏離，從而獲取較為準確的風力發(fā)電機實際最大功率曲線，再選定以該搜尋獲取的實際最大功率曲線為基準上下浮動范圍的區(qū)域為風力發(fā)電機運行的最優(yōu)工作區(qū)域(OptimalOperatingRegion本發(fā)明簡稱00R)，本發(fā)明所提出的控制方法能夠減小風力發(fā)電機氣動特性參數(shù)變化對風力發(fā)電機控制帶來的影響，有助于提高風力發(fā)電機捕獲風能的效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于自適應(yīng)理論的風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法，其特征在于，首先從風力發(fā)電機切入風速Vw。ut_in到達額定風速Vwrated之間(即風力發(fā)電機最大風能捕獲運行風速區(qū)間)，選取若干風速值C，i=1,2,3......n，以AVm/S風速為間隔，則η個風速點為INT(VW—cut_in)+l，INT(Vffcuwn)+1+ΔV,INT(Vw—cut_in)+1+2XΔV，......INT(Vw—cut-J+l+(n-2)XΔV,INT(Vwrated),其中，INT表示取整函數(shù)，η=[(INT(Vwrated)-(INT(Vw—cut-in)+1))/ΔV]+1，此時，η個風速點根據(jù)初始最優(yōu)葉尖速比λ。ptini可計算得到對應(yīng)的n個最優(yōu)轉(zhuǎn)速值<，構(gòu)成所選轉(zhuǎn)速點列，設(shè)這些轉(zhuǎn)速值各對應(yīng)一個修正因子Mi，則該轉(zhuǎn)速<所對應(yīng)的第k次更新后的最大功率值P。ptMi(k)可表示為P。ptMi(k)=MiGOKoptini(Coi)3式中，Mi(k)表示第k次修正，k=0，1，2......；比例系數(shù)K。ptini可表示為足。pt—mi=0.5/^3CPmax—im/A。3pt—mi式中，ρ為空氣密度；A為風力機掃風面積，A=πR2;R為風力機半徑；Cpmaxini為初始最大風能利用系數(shù)；λ。ptini為初始最優(yōu)葉尖速比；(Cpmaxini、λ。ptini)為初始設(shè)定的一組最優(yōu)值，并初始給定M1(O)=M2(O)=......Mn(O)=Mavs(O)=1，其中Mi數(shù)列的平均值，表達式為該控制方法還包括下列步驟第一步判斷采樣轉(zhuǎn)速值是否在所選轉(zhuǎn)速點列中判斷t時刻采樣轉(zhuǎn)速值ωJt)是否在所選轉(zhuǎn)速點列中，若ωJt)在所選轉(zhuǎn)速值點列<的范圍內(nèi)，則進入第二步的風力發(fā)電機運行方式初次給定；否則直接進入第四步的風力發(fā)電機運行狀態(tài)二次給定，同時也不更新Mavs，仍然采用MAvg(k-Ι)對應(yīng)的最大功率曲線P-l^ft-D，然后根據(jù)第四步給定結(jié)果對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制；第二步風力發(fā)電機運行方式初次給定設(shè)功率偏移量Δ是指某一轉(zhuǎn)速對應(yīng)最大功率值P。pt(cojt))與此時風力發(fā)電機捕獲風能功率Pw(t)的差值，其表達式為進入第二步，則說明cor(t)等于，此時APw(t)為APw(t)=Pw(t)-Poptm(k)(a)如果一0.0；(拓0.0，則說明風力發(fā)電機已工作在最優(yōu)工作區(qū)域，記為00R，則進入第三步修正因子更新；否貝I」，如果O.OliV—M例)<ΔΛν⑷，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行，如果APw(0<—0.01P。pt—MW(<)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行，這兩種情況下，直接進入第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定，不更新Mavs，仍然采用MAvg(k-Ι)對應(yīng)的最大功率曲線P-mxh)，然后對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制；第三步修正因子更新修正因子更新是根據(jù)上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果，上一控制周期風力發(fā)電機捕獲風能功率？(1-1)和本次控制周期風力發(fā)電機捕獲風能功率Pw(t)，當前的MiGO以及上次更新結(jié)果Mi(k-Ι)共同決定MiWk+l次更新結(jié)果Mi(k+1)，其規(guī)則如下a.如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機應(yīng)加速運行，即說明此時風力發(fā)電機是由加速狀態(tài)進入OOR的，其Mi的k+Ι次更新結(jié)果表達式如下MiGO-ClX(I-Pff(t-1)/Pff(t))XMi(^-Mi(k-1)|=Mi(k+1)式中，d為更新系數(shù)；本發(fā)明中規(guī)定1-Pw(t_l)/Pw(t)的輸出如下1-^1)=■■W)LW-1)09<^^<11.W)‘“W)“‘6b.如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機應(yīng)減速運行，即說明風力發(fā)電機由減速狀態(tài)進入OOR的，其Mi的k+Ι次更新結(jié)果表達式如下MiQiHdX(I-Pff(t-1)/Pff(t))XMi(^-Mi(k-1)|=Mi(k+1)c.如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機已工作在00R,即說明風力發(fā)電機前后兩次都運行在OOR中，此時首先需要給系統(tǒng)做一段延遲，當延遲控制周期結(jié)束后，若系統(tǒng)仍然判定風力發(fā)電機運行在00R，此時重復(fù)上一次對Mi相同的更新方式即可；否則系統(tǒng)繼續(xù)按原流程執(zhí)行；根據(jù)上述規(guī)則完成更新后，)對應(yīng)Mi(k)將更新為Mi(k+Ι)，其他轉(zhuǎn)速點一(j=1，2,3......η,但是，jΦi)對應(yīng)的修正因子Mj(k)，更新后，保持原值不變，Mj(k+Ι)等于Mj(k)即可；而MAvg(k)將更新為Mavs(k+Ι)；第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定若已經(jīng)執(zhí)行了第三步，cor(t)等于，則APff(t)為APw(t)=Pw(t)-Popt_Ml(k+1)(ω)(1)如果0.01PQpt—M(/t+1)<APw(0，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；其中，若0.IPoptΜ(^+)(；)<ΔΛν(0，則采用快加速方式運行；若O.OliV—M(/t+1)())<APw(0<0.Ii3OptM(^+i)(；)，則采用慢加速方式運行；(2)如果一0.0LP。ptM(/m)()XAPw(拓0.0LP。ptM(/m)())，則說明風力發(fā)電機已工作在OOR；(3)如果APw(<—0.0LPQpt—耿+1)(<)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；其中，若APw(0<—0.1i%t—M(/m)(<)，則采用快減速方式運行；若一O.liV—Mom)^)<^(0<-0.01^1M(^+i)(；)，則采用慢減速方式運行；若未執(zhí)行第三步，則APw(t)為ΔPff(t)=Pff(t)_P。ptMAvg(H)(ωr(t))(1)如果0.01Popt——Η)(cor(t))<APw(t)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；其中，若0.lPopt__Avg(k-i)("r(t))<APw(t)，則采用快加速方式運行；若0.01P。ptΜΑΗ)(ωr(t))<ΔPw(t)彡0.lP。ptΜ(ωr(t))，則采用慢加速方式運行；(2)如果-0.01P。ptMAvg(H)(ωr(t))彡ΔPw(t)彡0.01P。pt—M—一婦)(ωr(t))，則說明風力發(fā)電機已工作在OOR；(3)如果APff(t)<-0.01P。ptμχη)(cor(t))，則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；其中，若APw⑴<-0.IPtjptjuwg(H)(CoJt))，則采用快減速方式運行；若-0.lP。ptΜαη)(ωr⑴)彡ΔPw(t)<_0·01P。pt—M—一婦)(ωr(t))，則采用慢減速方式運行第五步發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制根據(jù)第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果，發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩TJt)以及風力機機械轉(zhuǎn)矩Tw(t)，給出該控制周期的電磁轉(zhuǎn)矩給定值(t)(1)如果t時刻二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用快加速方式運行，若Te(t)<Tw(t)，則Te&(t)=Te(t)，且保持該給定值不變，直到風力發(fā)電機二次運行方式給定結(jié)果發(fā)生改變再重新給Teref賦值；若Te(t)>Tw(t)^ljTe—ref(t)=0.95Tff(t)；(2)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用慢加速方式運行，則TeMf(t)=0.95Tff(t)；(3)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在00R，則Teref(t)=Tff(t)；(4)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用慢減速方式運行，則TeMf(t)=1.05Tff(t)；(5)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用快減速方式運行，若Te(t)>Tw(t)，則Teref(t)=TJt)，且保持該給定值不變，直到風力發(fā)電機二次運行方式給定結(jié)果發(fā)生改變再重新給Teref賦值；若Te⑴彡Tw⑴，則Teref(t)=1.05Tw(t)。本發(fā)明的技術(shù)效果如下1、本發(fā)明是一種與自適應(yīng)控制理論結(jié)合的最大風能捕獲控制方法，即在對風力發(fā)電機進行最大風能捕獲的同時，不斷修正風力發(fā)電機氣動特性參數(shù)使其更為接近實際值，從而獲取較為準確的風力發(fā)電機實際最大功率曲線，再選定以該搜尋獲取的實際最大功率曲線為基準上下浮動范圍的區(qū)域為風力發(fā)電機運行的最優(yōu)工作區(qū)域，所提出的控制方法減小風力發(fā)電機氣動特性參數(shù)變化對風力發(fā)電機控制帶來的影響，有助于提高風力發(fā)電機捕獲風能的效率。2、本發(fā)明所提出的控制策略不需要對風速的采集而增加額外設(shè)備，同時也減少了因風速測量不準引起的最優(yōu)轉(zhuǎn)速偏離。3、本發(fā)明所提出的控制策略可以適應(yīng)風速隨機變化的特點。圖1是不同風速下，風力發(fā)電機捕獲風能功率與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系和最大功率曲線與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。圖2(a)是葉尖速比λ與風能利用系數(shù)的關(guān)系；圖2(b)是最優(yōu)葉尖速比λ。pt偏離后對應(yīng)最大風能捕獲曲線偏移的情況。圖3是基于自適應(yīng)理論的風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法流程框圖。圖4是判定風力發(fā)電機運行方式的原理示意圖。圖5是所描述實例情況1的運行原理示意圖。圖6是所描述實例情況2的運行原理示意圖。圖7是所描述實例情況3的運行原理示意圖。圖8是所描述實例情況4的運行原理示意圖。具體實施例方式下面首先結(jié)合附圖1和2，簡單闡述采用這種方法的理論背景。風力發(fā)電機捕獲風能功率Pw，表達式如下Pw=Κω](1)Cor是風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速，K是與風力發(fā)電機氣動特性有關(guān)的量，表達式如下K=0.5PAR3Cp(X)/λ3(2)其中，ρ為空氣密度，A為風力機掃風面積，A=πR2，R為風力機半徑。Cp為風能利用系數(shù)，當風力發(fā)電系統(tǒng)工作在最大風能捕獲階段時，Cp只是葉尖速比入的函數(shù)；葉尖速比λ的表達式如下λ=QrR/Vff(3)Vw是風速值。恒定風速下，風力發(fā)電機運行在某一轉(zhuǎn)速時，可以捕獲最大風能。風力發(fā)電機最大功率曲線P。pt，表達式如下W，⑷Kopt是與風力發(fā)電機氣動特性有關(guān)的量，表達式如下Kovt=O^pARiCvmaJXlvt⑴其中，Criim為最大風能利用系數(shù)；λ。pt為最優(yōu)葉尖速比；(CPmax、λ。pt)是一組對應(yīng)的最優(yōu)值，在某一風速下，當風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速滿足最優(yōu)葉尖速比λ。pt時，此時風力發(fā)電機捕獲到最大風能，Cp等于CPmax。在理想狀態(tài)下，不同風速下，最大功率曲線與各個風速下功率曲線的關(guān)系如圖1所示。但是若獲取(CPmax、λ。pt)的初始值(Cpmax.ini、入opt_ini)，(Cpmax_ini、入opt_ini)就與實際值(CPmax—a。t、λoptact)存在偏差；或者在風力發(fā)電機運行一段時間后因為風力發(fā)電機本身結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而引起實際值(Cpmaxa。t、λoptact)變化不再等于初始值(Cltail^λopt_ini)時，都會導(dǎo)致如圖2所示的情況，即初始最大功率曲線會偏離實際情況，其中λ。pt為實際最優(yōu)葉尖速比，λ‘。pt為小于λ。pt的情況，λ“。pt為大于λ。pt的情況。因此，若在風力發(fā)電機控制過程中，一直采用(CPmaxini、X。ptini)作為風力發(fā)電機氣動特性參數(shù)，則會可能導(dǎo)致風力發(fā)電機捕獲不到實際最大功率。引入自適應(yīng)控制理論可以有效解決運行過程中參數(shù)發(fā)生變化引起的控制問題，逐步修正風力發(fā)電機氣動特性信息，有助于提高風力發(fā)電機捕獲風能的效率。本發(fā)明提出的基于自適應(yīng)理論的風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法，該方法首先從風力發(fā)電機切入風速Vw。ut_in到達額定風速VwMted之間，即風力發(fā)電機最大風能捕獲運行風速區(qū)間，選取若干風速值G，i=1,2,3......η。在具體實施例中，以0.5m/s風速為間隔，則η個風速點為INT(Vw。ut_in)+1，INT(Vwcut_in)+l+0.5，INT(Vffcuwn)+1+2X0.5,......INT(Vw—cut_in)+1+(n_2)X0·5，INT(Vwrated)，其中，INT為取整函數(shù)。η=[(INT(Vffrated)-(INT(Vwcut_in)+1))/0.5]+1(6)此時，這個η個風速點根據(jù)初始λ。ptini可計算得到對應(yīng)的n個最優(yōu)轉(zhuǎn)速值<，構(gòu)成一個轉(zhuǎn)速點列，這些轉(zhuǎn)速值各對應(yīng)一個修正因子Mi,則該轉(zhuǎn)速<所對應(yīng)的第k次更新后的最大功率值P。pt—Mi(k)可表示為P—=M1(k)Kovtmi(ω)3(7)式中，夂。pt—mi=0.5PW3CPmax—mi/A。3pt—mi，是采用初始最優(yōu)值(CPmaxini、λ。pt」ni)計算得到的比例系數(shù)；Mi(k)表示第k次修正，k=0，1，2.......在控制流程中，僅當采樣轉(zhuǎn)速等于這若干轉(zhuǎn)速點中的某一值時才進行風力發(fā)電機運行方式初次給定和執(zhí)行更新，更新得到的Mi,而對于非所選點列中的轉(zhuǎn)速值，采用修正因子Mavs，則有Popt_M_Avg=MhvgKoptm^(8)其中，，i=1，2，3......η；則第k次更新后，MAvg(k)的表達式如下本發(fā)明僅對幾個特定轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的Mi進行更新，這主要是解決因風速變化的隨機性引起的問題。初始狀態(tài)時，給定M1(O)=M2(O)=......Mn(O)=Mavs(O)=1。通過不斷更新Mi,從而更新MAvg，使P。pt—Μ—Ανβ(ω》逐步逼近實際最大功率曲線P。pt—a。t(co》。風力發(fā)電機最大風能捕獲控制流程如圖3所示，其中包括5個主要步驟，下面將對這5個步驟執(zhí)行方式做詳細說明。第一步判斷采樣轉(zhuǎn)速值是否在所選轉(zhuǎn)速點列中進入控制流程第一步需要判斷t時刻采樣轉(zhuǎn)速值ωJt)是否在所選轉(zhuǎn)速點列中，若cojt)在所選轉(zhuǎn)速值點列<的范圍內(nèi)，則進入第二步風力發(fā)電機運行方式初次給定；否則直接進入第四步進入風力發(fā)電機運行狀態(tài)二次給定，同時也不更新MAvg，仍然采用MAvg(k-Ι)對應(yīng)的最大功率曲線P。ptM^ari)，然后根據(jù)第四步給定結(jié)果對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制。第二步風力發(fā)電機運行方式初次給定若⑴在所選轉(zhuǎn)速值點列的范圍內(nèi)，即叫(0=<，則進入第二步風力發(fā)電機運行方式初次給定。風力發(fā)電機運行方式給定是指根據(jù)功率偏移量ΔΡ給出風力發(fā)電機在下一控制周期的運行方式。其中八？是指某一轉(zhuǎn)速對應(yīng)最大功率值？_((^(0)與此時風力發(fā)電機捕獲風能功率Pw(t)的差值，即APff(t)=Pff(t)-Popt(Qr(t))(10)結(jié)合圖4所示理想情況下，說明如何根據(jù)APw的情況給定風力發(fā)電機下一控制周期運行方式。一種情況，假設(shè)風力發(fā)電機工作在工作點1，且是風速V2下最優(yōu)工作點，當風速上升至V3(或下降至V1)時，工作點會偏移到點1'(1")，因此可以根據(jù)偏移量情況推測風速變化情況；另一種情況，假設(shè)風力發(fā)電機工作在風速％下，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速從工作點2加速到工作點3，加速過程中偏移量不斷縮小。因此，對功率偏移量的處理從以上述兩種情況理解為偏移量越大說明風速的變化越明顯，越偏離最優(yōu)工作點，反之說明風力發(fā)電機此時運行方向正確，越接近最優(yōu)工作點?？紤]到實際風速噪聲部分以及采樣噪聲的影響，需要選定以最大功率曲線為基準有一定上下浮動的區(qū)域為風力發(fā)電機運行的最優(yōu)工作區(qū)域(OptimalOperatingRegion簡稱00R)，風力發(fā)電機運行在該區(qū)域內(nèi)則認為此時風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速已經(jīng)接近理論上的最優(yōu)轉(zhuǎn)速值。在本實施例中選定以最大功率曲線為基準上下浮動的區(qū)域為風力發(fā)電機運行的最優(yōu)工作區(qū)域。本發(fā)明中采用上述方法對風力發(fā)電機運行狀態(tài)進行初次給定。初次給定是指采用更新前的MiGO作為修正因子，所對應(yīng)的最大功率值為iVMW)，其中叫(0=<，則此時APw(t)為APw(t)=Pw(t)-Popt_Mi(k)(ω)(11)根據(jù)上述內(nèi)容風力發(fā)電機運行方式初次給定的依據(jù)和結(jié)果如下(1)如果0.01iV_MW())<APw(i)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；(2)如果一0.01iV_MW())<^(0<0.01^1^)(；)，則說明風力發(fā)電機已工作在OOR；(3)如果APw(<—0.0LPQpt—則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；若給定結(jié)果為風力發(fā)電機工作在00R，則進入第三步修正因子更新；否則進入第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定，不更新Mi,仍然采用當前Mavs對應(yīng)的最大功率值P。ptMAvg'然后對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制。第三步修正因子更新修正因子更新是指根據(jù)上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果，上一控制周期風力發(fā)電機捕獲風能功率Pw(t-1)和本次控制周期風力發(fā)電機捕獲風能功率pw(t)，當前的MiGO以及上次更新結(jié)果Mi(k-l)共同決定MiWk+l次更新結(jié)果Mi(k+1)。其規(guī)則如下(1)如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機應(yīng)加速運行，即說明此時風力發(fā)電機是由加速狀態(tài)進入OOR的，其Mi的k+Ι次更新結(jié)果表達式如下MiGO-ClX(I-Pw(t-1)/Pw(t))XIMiGO-Mi(Ii-I)I=Mi(k+1)(12)其中，d為更新系數(shù)。I-Pff(t-1)/Pff(t)有一定輸出限制，這主要是為了減小因風速突變帶來的影響；在實際運行中風速是隨機變化的，風速突變造成將會造成控制周期前后兩次風力發(fā)電機瞬時捕獲功率變化較大，因此本實施例中規(guī)定如下關(guān)系(2)同理，如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機應(yīng)減速運行，即說明風力發(fā)電機由減速狀態(tài)進入OOR的，其Mi的k+Ι次更新結(jié)果表達式如下Mi(k)+dX(I-Pff(t-1)/Pff(t))XIMi(k)-M^k-l)|=Mi(k+1)(14)(3)如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機已工作在00R,即說明風力發(fā)電機前后兩次都運行在OOR中，此時首先需要給系統(tǒng)做一段延遲，當延遲控制周期結(jié)束后，若系統(tǒng)仍然判定風力發(fā)電機運行在00R，此時重復(fù)上一次對Mi相同的更新方式即可；否則系統(tǒng)繼續(xù)按原流程執(zhí)行。結(jié)合圖5-8，先以某一選定轉(zhuǎn)速值<為例，簡述該轉(zhuǎn)速值對應(yīng)的修正因子Mi采用上述更新規(guī)則時的執(zhí)行方式。情況1:如圖5所示，假設(shè)t時刻，轉(zhuǎn)速值<初始狀態(tài)時對應(yīng)Mi(O),對應(yīng)一個最大功率值m(q)，風速為Vtl，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速ωJt)等于<，捕獲功率為Pw(t)。從圖5虛線框放大區(qū)域中看出，若此時Pw(t)在區(qū)間內(nèi)，風力發(fā)電機運行方式初次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在00R。在示意圖6-8中不再對風力發(fā)電機運行進入OOR時的情況11做特別放大處理。情況1中假設(shè)上一控制周期t-Ι時刻風速也為Vtl，捕獲功率為Pw(t_l)，上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定的結(jié)果為風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；則可知風力發(fā)電機是由加速進入最優(yōu)工作區(qū)域。由式(12)可知，Mi(O)將更新至Mi(I),則PQpt—更新至P。pt—A/W())。假設(shè)經(jīng)過若干時間，風速為V1，發(fā)生于上述相同的情況，則Mi(1)將更新至Mi⑵，則iV—μ⑴O))更新至尸。pt—Μ(2)(<)。由式(12)可以推斷，在風力發(fā)電機運行了m個控制周期后，假設(shè)風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速每次等于<并以加速狀態(tài)進入OOR時，且前后兩次控制周期間風速不變，則隨著更新次數(shù)的遞增，對應(yīng)的)將逐步逼近該轉(zhuǎn)速對應(yīng)的實際最大功率值)，則在前后兩次控制周期間風速不變情況下，Pff(t+m-l)與？(〖+!11)越接近，同時其更新步長逐步震蕩減小并趨近于0。與上述情況對偶的是，假設(shè)風力發(fā)電機始終以減速狀態(tài)進入OOR時，并且前后兩次控制周期間風速不變，則采用式(14)作為更新規(guī)則，其運行方式是基本相同的，在這里不再贅述。情況2:情況1中在風力發(fā)電機工作狀態(tài)進入OOR的前后兩個控制周期間風速是不變的，但是實際運行中雖然系統(tǒng)采樣周期較短，但是也有可能發(fā)生風速在采樣周期內(nèi)發(fā)生快速波動的情況，這種情況是隨機發(fā)生的。如圖6(a)所示，假設(shè)t時刻，^對應(yīng)的Mi已經(jīng)更新k次，對應(yīng)的PqrtMwC^)已經(jīng)近似等于實際最大功率值a。t(<)(圖6(a)中兩點重合)。風速為V1，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速"r(t)等于<，捕獲功率為Pw(t)，此時經(jīng)風力發(fā)電機運行方式初次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在OOR；并且假設(shè)上一控制周期t-Ι時刻風速為Vtl，捕獲功率為Pw(t_l)，上一控制周期二次運行方式給定的結(jié)果為風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；可知風力發(fā)電機是由加速進入最優(yōu)工作區(qū)域。通過式(12)可以看出，若Pw(t-1)%Pff(t)差距較小時，Mi(k+1)應(yīng)該近似等于MiGO，但是假設(shè)情況2中，Pw(t-l)%Pff(t)差距較大，但是由于k次更新后，MiGO非常接近虬(k-Ι)，此時根據(jù)式(12),Mi(k)將更新為Mi(k+Ι)，則)更新至)。因此k+1次更新后的偏離實際最大功率值aet())很小，而且通過式(9)可知，Mi只對Mavs的影響只有1/n的偏移量。圖6(b)描述的情況與圖6(a)基本相同，只是k+Ι次更新后，偏離實際最大功率值A(chǔ)pt—)較大。即便如此，待經(jīng)過m個控制周期后，t+m時刻風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速再次等于<，并由加速進入00R，再次對Mi更新，根據(jù)式(12)可知，只要Pw(t+m-l)大于Pff(t+m),Mi(k+1)將更新為虬&+2)，則P。pt—Mi(k+1)更新至P。pt—Mi(k+2)，此時P。pt—Mi又將逐步逼近實際最大功率曲線P。pt—a。t。與上述情況對偶的是，假設(shè)風力發(fā)電機始終以減速狀態(tài)進入OOR時，并且前后兩次控制周期間風速發(fā)生變化，則采用式(14)作為更新規(guī)則，其運行方式是基本相同的，在這里不再贅述。情況3:前兩種情況都假設(shè)的是風力發(fā)電機始終以加速狀態(tài)進入00R，而實際情況中，因為風速是隨機變化的，因此風力發(fā)電機可能以隨機狀態(tài)進入00R，或加速、或減速進入00R，而隨機問題的情況是多樣的，現(xiàn)僅以情況3為例對風力發(fā)電機以隨機狀態(tài)進入OOR的情況做簡要闡述。如圖7所示，假設(shè)t時亥K對應(yīng)的Mi已經(jīng)更新k次，對應(yīng)的i^t—已經(jīng)近似等于實際最大功率值a。t(<)(圖中兩點重合)，風速為V1，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速COr(t)等于<，捕獲功率為Pw(t)，此時經(jīng)風力發(fā)電機運行方式初次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在OOR；并且假設(shè)上一控制周期t-Ι時刻風速為Vtl，捕獲功率為Pw(t-1)，上一控制周期風力發(fā)電機二次運行方式給定的結(jié)果為風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；可知風力發(fā)電機由加速進入最優(yōu)工作區(qū)域。假設(shè)在情況3中，pw(t-l)%Pff(t)差距較大，而且k次更新后，MiGO與Mi(H)的差很大，則此時根據(jù)式(12)，Mi(k)將更新為Mi(k+Ι)，則)更新至)。若經(jīng)過m個控制周期后，t+m時刻風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速再次等于<，并以減速狀態(tài)進入00R，再次對虬更新，根據(jù)式(14)可知，則iV—更新至P。PtA^+2)，此時P。Pt—又將逐步逼近實際最大功率值)。情況4:如圖8所示，假設(shè)在風力發(fā)電機在t-Ι時刻，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速不在所選點列中，即叫(〖-1壚<，但是風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在0(。而t時刻，風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速在所選點列中，即叫(0=<，且根據(jù)風力發(fā)電機運行方式初次給定得到結(jié)果為風力發(fā)電機已工作00R。此時風力發(fā)電機前后兩次運行都判斷得到工作在00R，因此系統(tǒng)需要做一段時間的延遲，即延遲若干控制周期，若在其間風速不變，在延遲一段時間后，理論上風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速也將不變，即通過風力發(fā)電機運行方式初次給定，一直給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在00R，則此時<對應(yīng)的Mf將重復(fù)上次更新方式即可。綜合上述4種情況的分析可知，雖然風速是隨機性很強的輸入，但是本發(fā)明提出的更新方法采用對若干選定轉(zhuǎn)速值的更新結(jié)果取均值的方法，該方法減小了局部更新結(jié)果Mi偏離時對整體更新結(jié)果Mavs的影響。另外，對1-Pw(t-1)/Pw(t)進行限幅輸出可以減小因風速突變或者噪聲而引起的誤更新。根據(jù)上述規(guī)則完成更新后，<對應(yīng)MiGO將更新為虬&+1)，其他轉(zhuǎn)速點一(j=1，2,3......η,但是，jΦi)對應(yīng)的修正因子Mj(k)，更新后，保持原值不變，Mj(k+Ι)等于Mj(k)即可；而MAvg(k)將更新為Mavs(k+Ι)。第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定風力發(fā)電機運行方式二次給定是根據(jù)Pw(t)與P。ptMi(k+1)(t)或者與P。ptMAvg(H)(t)的關(guān)系決定的。若執(zhí)行了第三步修正因子更新，則采用P。pt—Mi(k+1)(t)，否則采用P。pt—M—(t)。其給定依據(jù)和給定結(jié)果如下若已經(jīng)執(zhí)行了第三步，叫⑦=)，則APff(t)為APw(t)=Pw(t)-Popt_Ml(k+1)(ω)(15)(1)如果0.01PQpt—mp+D^KAPWG)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；其中，若O.liV—M(/t+1)<APw(0，則采用快加速方式運行；若O.OliV—)<APw(0<0.Ii3OptΜ(^+)(；)，則采用慢加速方式運行；(2)如果一0.0LPQptM(/m)()XAPw(拓0.0LPQptM(/m)())，則說明風力發(fā)電機已工13作在OOR；(3)如果APw(<—0.0LPQpt—耿+1)(<)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；其中，若APw(0<—0.1i%t—MOt+1)，則采用快減速方式運行；若一O.liV—Mom)^)<^(0<-0.01^1M(^+i)(；)，則采用慢減速方式運行；若未執(zhí)行第三步，則APff(t)為APff(t)=Pw(t)_P。ptM^(H)(cor(t))(16)(1)如果0.01Popt——Η)(cor(t))<ΔPw(t)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；其中，若0.lPopt__Avg(k-i)("r(t))<APw(t)，則采用快加速方式運行；若0.01P。ptMAvg(H)(ωr⑴)<ΔPw(t)彡0.lPopt—Μ—Αν“Η)(ωr(t))，則采用慢加速方式運行；(2)如果-O.01P。pt—Mjwg(H)("r(t))彡APff(t)彡0.01P。pt—Μ—Αν“Η)(ωr(t))，則說明風力發(fā)電機已工作在OOR；(3)如果APff(t)<-O.01P。ptμχη)(cor(t))，則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；其中，若APw⑴<-0.lP。ptMAvg(H)(Ojt)),則采用快減速方式運行；若-O.lPopt__Avg(k-l)("r(t))彡APff(t)<-O.01P。pt—M—Avg(H)("r(t))，則采用慢減速方式運行；第五步發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制是指根據(jù)風力發(fā)電機運行方式二次給定的結(jié)果，發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩Te(t)，風力機機械轉(zhuǎn)矩Tw(t)，給出相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩給定值(t)，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩從而實現(xiàn)風力發(fā)電機調(diào)速。本發(fā)明所采用的發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制主要針對大型風力發(fā)電機的調(diào)速運行。大型風力發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量都非常巨大，其速度響應(yīng)緩慢，因此本發(fā)明采用的發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制方式基本思想如下在風速上升，要求風力發(fā)電機升速時，為了提高升速速度，使發(fā)電機輸出較低電磁轉(zhuǎn)矩；而風速下降時，要求風力發(fā)電機降速時，為了提高降速速度，使發(fā)電機輸出較高電磁轉(zhuǎn)矩。其給定依據(jù)和給定結(jié)果如下(1)如果t時刻二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用快加速方式運行，若TJt)<Tw(t)，則Te&(t)=Te(t)，且保持該給定值不變，直到風力發(fā)電機二次運行方式給定結(jié)果發(fā)生改變再重新給Teref賦值；若Te(t)>Tw(t)^ljTe—ref(t)=0.95Tff(t)；(2)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用慢加速方式運行，則TeMf(t)=0.95Tff(t)；(3)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在00R，則Teref(t)=Tff(t)；(4)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用慢減速方式運行，則TeMf(t)=1.05Tff(t)；(5)如果t時刻二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用快減速方式運行，若Te(t)>Tw(t)，則=Te(t)，且保持該給定值不變，直到風力發(fā)電機二次運行方式給定結(jié)果發(fā)生改變再重新給1；>賦值；若Te(t)彡Tw⑴，則Teref(t)=1.05Tw(t)。權(quán)利要求一種基于自適應(yīng)理論的風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法，其特征在于，首先從風力發(fā)電機切入風速VW_cutin到達額定風速VW_rated之間(即風力發(fā)電機最大風能捕獲運行風速區(qū)間)，選取若干風速值i＝1，2，3......n，以ΔVm/s風速為間隔，則n個風速點為INT(VW_cutin)+1，INT(VW_cutin)+1+ΔV，INT(VW_cutin)+1+2×ΔV，......INT(VW_cutin)+1+(n2)×ΔV，INT(VW_rated)，其中，INT表示取整函數(shù)，n＝[(INT(VW_rated)(INT(VW_cutin)+1))/ΔV]+1，此時，n個風速點根據(jù)初始最優(yōu)葉尖速比λopt_ini可計算得到對應(yīng)的n個最優(yōu)轉(zhuǎn)速值構(gòu)成所選轉(zhuǎn)速點列，設(shè)這些轉(zhuǎn)速值各對應(yīng)一個修正因子Mi，則該轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的第k次更新后的最大功率值Popt_Mi(k)可表示為Popt_Mi(k)＝Mi(k)Kopt_ini(ωi)3式中，Mi(k)表示第k次修正，k＝0，1，2......；比例系數(shù)Kopt_ini可表示為<mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mi>opt</mi><mo>_</mo><mi>ini</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0.5</mn><mi>&rho;A</mi><msup><mi>R</mi><mn>3</mn></msup><msub><mi>C</mi><mrow><mi>P</mi><mi>max</mi><mo>_</mo><mi>ini</mi></mrow></msub><mo>/</mo><msubsup><mi>&lambda;</mi><mrow><mi>opt</mi><mo>_</mo><mi>ini</mi></mrow><mn>3</mn></msubsup></mrow>式中，ρ為空氣密度；A為風力機掃風面積，A＝πR2；R為風力機半徑；CPmax_ini為初始最大風能利用系數(shù)；λopt_ini為初始最優(yōu)葉尖速比；(CPmax_ini、λopt_ini)為初始設(shè)定的一組最優(yōu)值，并初始給定M1(0)＝M2(0)＝......Mn(0)＝MAvg(0)＝1，其中MAvg為Mi數(shù)列的平均值，表達式為<mrow><msub><mi>M</mi><mi>Avg</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>n</mi></mfrac><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>M</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow>該控制方法還包括下列步驟第一步判斷采樣轉(zhuǎn)速值是否在所選轉(zhuǎn)速點列中判斷t時刻采樣轉(zhuǎn)速值ωr(t)是否在所選轉(zhuǎn)速點列中，若ωr(t)在所選轉(zhuǎn)速值點列的范圍內(nèi)，則進入第二步的風力發(fā)電機運行方式初次給定；否則直接進入第四步的風力發(fā)電機運行狀態(tài)二次給定，同時也不更新MAvg，仍然采用MAvg(k1)對應(yīng)的最大功率曲線Popt_M_Avg(k1)，然后根據(jù)第四步給定結(jié)果對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制；第二步風力發(fā)電機運行方式初次給定設(shè)功率偏移量ΔPW是指某一轉(zhuǎn)速對應(yīng)最大功率值Popt(ωr(t))與此時風力發(fā)電機捕獲風能功率PW(t)的差值，其表達式為ΔPW(t)＝PW(t)Popt(ωr(t))進入第二步，則說明ωr(t)等于此時ΔPW(t)為<mrow><mi>&Delta;</mi><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>opt</mi><mo>_</mo><mi>Mi</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow>如果則說明風力發(fā)電機已工作在最優(yōu)工作區(qū)域，記為OOR，則進入第三步修正因子更新；否則，如果則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行，如果則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行，這兩種情況下，直接進入第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定，不更新MAvg，仍然采用MAvg(k1)對應(yīng)的最大功率曲線Popt_M_Avg(k1)，然后對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制；第三步修正因子更新修正因子更新是根據(jù)上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果，上一控制周期風力發(fā)電機捕獲風能功率PW(t1)和本次控制周期風力發(fā)電機捕獲風能功率PW(t)，當前的Mi(k)以及上次更新結(jié)果Mi(k1)共同決定Mi的k+1次更新結(jié)果Mi(k+1)，其規(guī)則如下a.如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機應(yīng)加速運行，即說明此時風力發(fā)電機是由加速狀態(tài)進入OOR的，其Mi的k+1次更新結(jié)果表達式如下Mi(k)d×(1PW(t1)/PW(t))×|Mi(k)Mi(k1)|＝Mi(k+1)式中，d為更新系數(shù)；本發(fā)明中規(guī)定1PW(t1)/PW(t)的輸出如下<mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>&lt;</mo><mn>0.9</mn><mi>or</mi><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>></mo><mn>1.1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac></mtd><mtd><mn>0.9</mn><mo>&le;</mo><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>&le;</mo><mn>1.1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>b.如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機應(yīng)減速運行，即說明風力發(fā)電機由減速狀態(tài)進入OOR的，其Mi的k+1次更新結(jié)果表達式如下Mi(k)+d×(1PW(t1)/PW(t))×|Mi(k)Mi(k1)|＝Mi(k+1)c.如果上一控制周期風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果是風力發(fā)電機已工作在OOR，即說明風力發(fā)電機前后兩次都運行在OOR中，此時首先需要給系統(tǒng)做一段延遲，當延遲控制周期結(jié)束后，若系統(tǒng)仍然判定風力發(fā)電機運行在OOR，此時重復(fù)上一次對Mi相同的更新方式即可；否則系統(tǒng)繼續(xù)按原流程執(zhí)行；根據(jù)上述規(guī)則完成更新后，對應(yīng)Mi(k)將更新為Mi(k+1)，其他轉(zhuǎn)速點(j＝1，2，3......n，但是，j≠i)對應(yīng)的修正因子Mj(k)，更新后，保持原值不變，Mj(k+1)等于Mj(k)即可；而MAvg(k)將更新為MAvg(k+1)；第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定若已經(jīng)執(zhí)行了第三步，ωr(t)等于則ΔPW(t)為<mrow><mi>&Delta;</mi><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>W</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>opt</mi><mo>_</mo><mi>Mi</mi><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>&omega;</mi><mi>r</mi><mi>i</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow>(1)如果則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；其中，若則采用快加速方式運行；若則采用慢加速方式運行；(2)如果則說明風力發(fā)電機已工作在OOR；(3)如果則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；其中，若則采用快減速方式運行；若則采用慢減速方式運行；若未執(zhí)行第三步，則ΔPW(t)為ΔPW(t)＝PW(t)Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))(1)如果0.01Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))＜ΔPW(t)，則說明風力發(fā)電機應(yīng)加速運行；其中，若0.1Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))＜ΔPW(t)，則采用快加速方式運行；若0.01Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))＜ΔPW(t)≤0.1Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))，則采用慢加速方式運行；(2)如果0.01Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))≤ΔPW(t)≤0.01Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))，則說明風力發(fā)電機已工作在OOR；(3)如果ΔPW(t)＜0.01Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))，則說明風力發(fā)電機應(yīng)減速運行；其中，若ΔPW(t)＜0.1Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))，則采用快減速方式運行；若0.1Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))≤ΔPW(t)＜0.01Popt_M_Avg(k1)(ωr(t))，則采用慢減速方式運行；第五步發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制根據(jù)第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定結(jié)果，發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩Te(t)以及風力機機械轉(zhuǎn)矩TW(t)，給出該控制周期的電磁轉(zhuǎn)矩給定值Te_ref(t)(1)如果t時刻二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用快加速方式運行，若Te(t)＜TW(t)，則Te_ref(t)＝Te(t)，且保持該給定值不變，直到風力發(fā)電機二次運行方式給定結(jié)果發(fā)生改變再重新給Te_ref賦值；若Te(t)≥TW(t)，則Te_ref(t)＝0.95TW(t)；(2)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用慢加速方式運行，則Te_ref(t)＝0.95TW(t)；(3)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機已工作在OOR，則Te_ref(t)＝TW(t)；(4)如果二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用慢減速方式運行，則Te_ref(t)＝1.05TW(t)；(5)如果t時刻二次給定結(jié)果為風力發(fā)電機采用快減速方式運行，若Te(t)＞TW(t)，則Te_ref(t)＝Te(t)，且保持該給定值不變，直到風力發(fā)電機二次運行方式給定結(jié)果發(fā)生改變再重新給Te_ref賦值；若Te(t)≤TW(t)，則Te_ref(t)＝1.05TW(t)。FDA0000025650260000011.tif,FDA0000025650260000012.tif,FDA0000025650260000013.tif,FDA0000025650260000016.tif,FDA0000025650260000017.tif,FDA0000025650260000019.tif,FDA00000256502600000110.tif,FDA00000256502600000111.tif,FDA0000025650260000022.tif,FDA0000025650260000023.tif,FDA0000025650260000024.tif,FDA0000025650260000026.tif,FDA0000025650260000027.tif,FDA0000025650260000028.tif,FDA0000025650260000029.tif,FDA0000025650260000031.tif,FDA0000025650260000032.tif,FDA0000025650260000033.tif全文摘要本發(fā)明屬于風力發(fā)電機控制領(lǐng)域，涉及一種基于自適應(yīng)理論的風力發(fā)電機最大風能捕獲控制方法，該方法首先從風力發(fā)電機切入風速到達額定風速之間，選取n個風速值，它們各對應(yīng)一個轉(zhuǎn)速值，從而構(gòu)成一個轉(zhuǎn)速點列，每個轉(zhuǎn)速值一個修正因子，包括以下步驟第一步判斷采樣轉(zhuǎn)速值是否在所選轉(zhuǎn)速點列中，若在，則進入第二步的風力發(fā)電機運行方式初次給定；否則直接進入第四步進風力發(fā)電機運行狀態(tài)二次給定，同時也不更新修正因子，仍然采用當前修正因子對應(yīng)的最大功率曲線，然后根據(jù)第四步給定結(jié)果對風力發(fā)電機進行轉(zhuǎn)矩控制；第二步風力發(fā)電機運行方式初次給定；第三步修正因子更新；第四步風力發(fā)電機運行方式二次給定；第五步發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩控制。本發(fā)明能夠減小風力發(fā)電機氣動特性參數(shù)變化對系統(tǒng)控制帶來的影響，有助于提高風力發(fā)電機捕獲風能的效率。文檔編號F03D7/00GK101915219SQ201010274018公開日2010年12月15日申請日期2010年9月3日優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日發(fā)明者夏長亮,王志強,閻彥,陳煒申請人:天津大學(xué)