CN110259639B - 最大功率曲线获取方法及装置和最大功率跟踪方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种最大功率曲线获取方法及装置和最大功率跟踪方法及装置，涉及电力技术领域。该方法包括：获取风力发电机处于最大功率点运行时的风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；根据预设的由第一运行参数、第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定风力发电机的最大功率曲线方程。采用本申请可以方便简单的获取风力发电机的最大功率曲线。
Description
技术领域
本申请涉及电气技术领域，特别是涉及一种最大功率曲线获取方法及装置和最大功率跟踪方法及装置。
背景技术
风力发电机功率曲线是指发电机输出的有功功率与风速关系的对应曲线，而最大功率曲线是由不同风速下功率曲线的最大功率点连接后形成的曲线。
目前，通常采用风动测试法或拖动测试法，获取大量的风力发电机的测试数据，然后依据大量的测试数据，拟合生成不同风速下的功率曲线，进而依据不同风速下的功率曲线，确定风力发电机的最大功率曲线。例如，采用风洞测试法，将风力发电机置于地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟不同风况下风力发电机的运行状态，获取大量的风力发电机的测试数据，然后依据大量的测试数据，拟合生成不同风速下的功率曲线。例如，采用拖动测试法，以电动机模拟风能带动风力发电机运行，获取大量的风力发电机的测试数据，然后依据大量的测试数据，拟合生成不同风速下的功率曲线。
现有技术中，因需要获取大量的测试数据，然后依据大量的测试数据，拟合生成不同风速下的功率曲线，操作过程复杂。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种最大功率曲线获取方法及装置和最大功率跟踪方法及装置，可以方便简单的获取风力发电机的最大功率曲线。具体技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种最大功率曲线获取方法，所述方法包括：
获取风力发电机处于最大功率点运行时的所述风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；
根据预设的由所述第一运行参数、所述第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及所述第一运行参数的参数值和所述第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；
根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程。
可选的，所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3，其中，P为所述风力发电机的输出功率，ω为所述风力发电机的转速，k1为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3，其中，P为所述风力发电机的输出功率，U为所述风力发电机的输出电压，k2为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2，其中，I为所述风力发电机的输出电流，U为所述风力发电机的输出电压，k3为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2，其中，I为所述风力发电机的输出电流，ω为所述风力发电机的转速，k4为最大功率曲线系数。
可选的，在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a1为计算出的最大功率曲线系数的数值，ω1为所述风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下所述风力发电机的额定转速；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a2为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a3为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a4为最大功率曲线的系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
第二方面，本申请提供了一种最大功率跟踪方法，所述方法包括：
采用第一方面所述的方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程；
根据所述初始的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
可选的，所述方法还包括：
若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出。
可选的，所述按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，包括：
在风力发电机输出功率或转速超过设定的阈值时，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行增大方向上的扰动。
可选的，所述方法还包括：
当所述风速不满足第一预设条件时，停止对所述最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据当前的功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
可选的，所述方法还包括：
采用风速仪测量风速变化率；
若所述风速变化率小于第一预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
可选的，所述方法还包括：
计算所述风力发电机的输出电流的变化率；
若所述风力发电机的输出电流的变化率小于第二预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
第三方面，本申请提供了一种最大功率曲线获取装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取风力发电机处于最大功率点运行时的所述风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；
计算模块，用于根据预设的由所述第一运行参数、所述第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及所述第一运行参数的参数值和所述第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；
确定模块，用于根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程。
可选的，所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3，其中，P为所述风力发电机的输出功率，ω为所述风力发电机的转速，k1为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3，其中，P为所述风力发电机的输出功率，U为所述风力发电机的输出电压，k2为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2，其中，I为所述风力发电机的输出电流，U为所述风力发电机的输出电压，k3为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2，其中，I为所述风力发电机的输出电流，ω为所述风力发电机的转速，k4为最大功率曲线系数。
可选的，在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a1为计算出的最大功率曲线系数的数值，ω1为所述风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下所述风力发电机的额定转速；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a2为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a3为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a4为最大功率曲线的系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
第四方面，本申请提供了一种最大功率跟踪装置，所述装置包括：
第二获取模块，用于采用权利要求1至3任一项所述的方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程；
第一跟踪模块，用于根据所述初始的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
可选的，所述装置还包括扰动模块；
所述扰动模块，用于若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出。
可选的，所述扰动模块，具体用于：
在风力发电机输出功率或转速超过设定的阈值时，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行增大方向上的扰动。
可选的，所述装置还包括第二跟踪模块；
所述第二跟踪模块，用于当所述风速不满足第一预设条件时，停止对所述最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据当前的功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
可选的，所述装置还包括第一判断模块；
所述第一判断模块用于：
采用风速仪测量风速变化率；
若所述风速变化率小于第一预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
可选的，所述装置还包括第二判断模块；
所述第二判断模块用于：
计算所述风力发电机的输出电流的变化率；
若所述风力发电机的输出电流的变化率小于第二预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
本申请提供的一种最大功率曲线获取方法及装置，可以获取风力发电机处于最大功率点运行时的风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；根据预设的由第一运行参数、第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定风力发电机的最大功率曲线方程。相比于现有技术，本申请可以方便简单的获取风力发电机的最大功率曲线。
本申请提供的一种最大功率跟踪方法及装置，在风速满足第一预设条件时，可以按照固定步长对最大功率曲线系数进行扰动，因为在风力发电机转速的变化量相同时，对应的输出功率的变化量不同，所以本申请按照固定步长对最大功率曲线系数进行扰动，即对风力发电机的输出功率进行定步长扰动，相当于对风力发电机的转速进行变步长扰动，避免了传统的定步长扰动观察法步长选择过大造成最大功率点附近的功率冲击、步长选择过小造成跟踪速度慢或扰动方向判断错误，以及传统的变步长扰动观察法步长选择复杂的问题，从而方便、快速、准确的实现风力发电机最大功率的跟踪。在风速不满足第一预设条件时时，不再对最大功率曲线系数进行扰动，而是采用当前的最大功率曲线进行最大功率的跟踪控制，从而可以快速跟踪风速的变化，提高发电量。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种最大功率曲线获取方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种风力发电机的最大功率曲线的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种对风力发电机进行最大功率跟踪控制的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动的方法流程图；
图5为本申请实施例提供的一种最大功率曲线系数扰动前后功率、转速变化量对比示意图；
图6为本申请实施例提供的一种最大功率曲线获取装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种最大功率跟踪装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种最大功率曲线获取方法及装置和最大功率跟踪方法及装置，可以获取风力发电机处于最大功率点运行时的风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；根据预设的由第一运行参数、第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定风力发电机的最大功率曲线方程。相比于现有技术，本申请可以方便简单的获取风力发电机的最大功率曲线。
下面将结合具体实施方式，对本申请实施例提供的一种最大功率曲线获取方法进行详细的说明，如图1所示，具体步骤如下：
步骤101，获取风力发电机处于最大功率点运行时的风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值。
其中，第一运行参数为风力发电机的输出功率、第二运行参数为风力发电机的转速，或第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的输出电压，或第一运行参数为风力发电机的输出电流，第二运行参数为风力发电机的输出电压，或第一运行参数为风力发电机的输出电流，第二运行参数为风力发电机的转速。
本申请实施例中，控制设备可以获取风力发电机处于最大功率点运行时的风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值。
步骤102，根据预设的由第一运行参数、第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值。
本申请实施例中，控制设备可以将第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值代入到预设的由第一运行参数、第二运行参数和功率曲线系数构成的第一关系方程，计算最大功率曲线系数的数值。
一个示例中，第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为P＝k1ω3，其中，P为风力发电机的输出功率，ω为风力发电机的转速，k1为最大功率曲线系数。
其中，第一关系方程P＝k1ω3的获取方式如下：
根据风轮的空气动力学特性，风力发电机输出功率与转速理论上满足以下关系：
其中，P为最佳叶尖速比固定时，风力发电机转速ω对应的风力发电机最大输出功率；ρ为空气密度，单位为kg/m3；R为风轮半径，单位为m；Cpmax为最佳叶尖速比对应的最大风能利用系数；λ为叶尖速比；ω为风力发电机的转速，单位为rad/s。
由于空气密度ρ因风力发电机的运行环境不同而不固定，风轮半径R会在风力发电机长时间运行后出现不同程度的变形，最佳叶尖速比λ也会根据风力发电机自身参数及风速变化而改变，但是，对于特定的风力发电机，当其运行于最大功率输出时，参数ρ、R、Cpmax及λ近似恒定，因此，在本示例中，可以将
中的
近似等效为最大功率曲线的系数k1，则风力发电机的最大输出功率与转速的三次方成近似正比的关系，为了工程实现的便利，用公式P＝k1ω3表示。
也即得到第一关系方程P＝k1ω3，其中，P为风力发电机的输出功率，ω为风力发电机的转速，k1为最大功率曲线系数。
本示例中，控制设备可以将风力发电机运行于最大功率时的一个数据点(P0，ω0)(P0为风力发电机的输出功率的参数值，ω0为P0对应的转速的参数值)，代入到第一关系方程中，得到k1的数值为
其中，数据点(P0，ω0)可以为厂家设定的某一稳定风速下风力发电机的额定转速值与额定输出功率值。数据点(P0，ω0)也可以通过现有技术中的拖动或风洞测试法得到，本申请在此不再一一赘述。
需要说明的是，控制设备可以获取风力发电机运行于最大功率时的多个数据点，将多个数据点分别代入第一关系方程中，求得多个最大功率曲线系数的数值，然后再求平均值，并以该平均值作为最终的最大功率曲线系数的数值。
另一个示例中，第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的输出电压，第一关系方程为P＝k2U3，其中，P为风力发电机的输出功率，U为风力发电机的输出电压，k2为用于表示风力发电机的输出功率与风力发电机的输出电压之间数值关系的功率曲线系数。
其中，第一关系方程P＝k2U3的获取方式如下：
以永磁同步风力发电机为例，风力发电机输出电压、频率、转速之间有如下对应关系：
U＝2NBlrω
其中，U为风力发电机的输出电压(风力发电机电枢绕组的感应电势)，N为线圈匝数，B为导体所处的磁通密度，单位为T，l为切割磁感应线的导体线圈的有效长度，单位为m，r为导体线圈的旋转半径，单位为m，ω为风力发电机转速，单位为rad/s。
风力发电机输出功率与转速的关系可以等效为如下所示的风力发电机输出功率与电压的关系：
则可得到第一关系方程P＝k2U3，其中，P为风力发电机的输出功率，U为风力发电机的输出电压，k2为最大功率曲线的系数。需要注意的是，此处所指的风力发电机的输出功率为有功功率，此处所指的风力发电机的输出电压为忽略了风力发电机内阻及阻抗的压降的输出电压。
本示例中，控制设备可以将风力发电机运行于最大功率时的一个数据点(P0，U0)(P0为风力发电机的输出功率的参数值，U0为P0对应的风力发电机的输入电压的参数值)，代入到第一关系方程中，得到k2的数值为
其中，该数据点(P0，U0)可以由已获取的数据点(P0，ω0)以及转速与电压的关系换算得到。
另一个示例中，第一运行参数为风力发电机的输出电流，第二运行参数为风力发电机的输出电压，第一关系方程为I＝k3U2，其中，I为风力发电机的输出电流，U为风力发电机的输出电压，k3为最大功率曲线系数。
其中，第一关系方程I＝k3U2的获取方式如下：
风力发电机的输出功率可以通过对应的输出电压和输出电流确定，也即满足以下关系：P＝U*I。
风力发电机输出功率与转速的关系可以等效为风力发电机输出电流与输出电压的关系：
则可得到第一关系方程I＝k3U2，其中，I为风力发电机的输出电流，U为风力发电机的输出电压，k3为最大功率曲线的系数。
本示例中，控制设备可以将风力发电机运行于最大功率点时的一个数据点(I0，U0)(I0为风力发电机的输出电流的参数值，U0为I0为对应的风力发电机的输出电压的参数值)，代入到第一关系方程中，得到k3的数值为
另一个示例中，第一运行参数为风力发电机的输出电流，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为I＝k4ω2，其中，I为风力发电机的输出电流，ω为风力发电机的转速，k4为最大功率曲线系数。
其中，第一关系方程I＝k4ω2的获取方式如下：
风力发电机输出功率与转速的关系可以等效为如下风力发电机输出电流与转速的关系：
则可得到第一关系方程I＝k4ω2，其中，I为风力发电机的输出电流，ω为风力发电机的转速，k4为最大功率曲线的系数。
本示例中，控制设备可以将风力发电机运行于最大功率点时的一个数据点(I0，ω0)(I0为风力发电机的输出电流的参数值，ω0为I0为对应的风力发电机的转速的参数值)，代入到第一关系方程中，得到k4的数值为
数据点(I0，ω0)可以通过已获取的数据点(P0，ω0)经过转速和电压、电流和功率之间的关系换算得到。
需要说明的是，上述第一关系方程的四种表达形式同样可应用于异步风力发电机中，但是，最大功率曲线的系数的数值会有所不同，这是由于异步风力发电机自身结构特点决定的。该部分内容不是本发明的重点，在此不再赘述。
步骤103，根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定风力发电机的最大功率曲线方程。
本申请实施例，控制设备可以将已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定为风力发电机的最大功率曲线方程，即得到风力发电机的最大功率曲线。
一个示例中，参见步骤102中的示例，第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为P＝k1ω3、最大功率曲线系数的数值为a1，控制设备可以将已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程P＝a1ω3，确定为风力发电机的最大功率曲线方程。
另一个示例中，参见步骤102中的示例，第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为P＝k2U3、最大功率曲线系数的数值为a2，控制设备可以将已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程P＝a2U3，确定为风力发电机的最大功率曲线方程。
另一个示例中，参见步骤102中的示例，第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为P＝k3U2，最大功率曲线系数为a3，控制设备可以将包含的功率曲线系数为最大功率曲线系数的第一关系方程I＝a3U2，确定为风力发电机的最大功率曲线方程。
另一个示例中，参见步骤102中的示例，第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为P＝k4ω2，最大功率曲线系数为a4，控制设备可以将包含的功率曲线系数为最大功率曲线系数的第一关系方程I＝a4ω2，确定为风力发电机的最大功率曲线方程。
本申请仅将一个第一运行参数的参数值和一个第二运行参数的参数代入到第一关系方程，即可简单方便的得到风力发电机的最大功率曲线。
可选的，在第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为P＝k1ω3的情况下，由于风力发电机的起始切入电压不为0，也即风力发电机的起始转速不为0，需要对已知最大功率系数的数值的第一关系方程进行修正，具体过程可以为：根据预设的风力发电机的切入转速对已知最大功率系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a1为计算出的最大功率曲线系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
一个示例中，参见图2，图2为风力发电机的最大功率曲线的示意图，横坐标表示风力发电机的转速，纵坐标表示风力发电机的输出功率，曲线1为修正前的第一关系方程表示的最大功率曲线，曲线2为修正后的第一关系方程所表示的最大功率曲线。其中，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速，Ps为ωs所对应的风力发电机的输出功率，ω1为风力发电机的切入转速。
因风力发电机的转速从起始切入转速ω1开始逐渐增大，本申请对最大功率曲线进行修正，使得修正后的功率曲线中切入转速从起始切入转速ω1开始逐渐增大，可以避免风力发电机切入时功率发生较大冲击。
可选的，在第一运行参数为风力发电机的输出功率，第二运行参数为风力发电机的输出电压，第一关系方程为P＝k2U3的情况下，由于风力发电机的起始切入电压不为0，需要对已知最大功率系数的数值的第一关系方程进行修正，具体处理过程可以为：根据预设的风力发电机的切入电压对包含的第三参数为第一参数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
在第一运行参数为风力发电机的输出电流，第二运行参数为风力发电机的输出电压，第一关系方程为I＝k3U2的情况下，由于风力发电机的起始切入电压不为0，需要对已知最大功率系数的数值的第一关系方程进行修正，具体处理过程可以为：根据预设的风力发电机的切入电压对包含的第三参数为第一参数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a3为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下风力发电机的额定电压。
在第一运行参数为风力发电机的输出电流，第二运行参数为风力发电机的转速，第一关系方程为I＝k4ω2的情况下，由于风力发电机的切入转速不为0，需要对已知最大功率系数的数值的第一关系方程进行修正，具体处理过程可以为：根据预设的风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a4为最大功率曲线的系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
本申请实施例还提供了一种最大功率跟踪方法，具体处理过程为：采用上述风力发电机最大功率曲线的获取方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程；根据初始的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制。
本申请实施例中，控制设备可以采用上述风力发电机最大功率曲线的获取方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程，并根据初始的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制。其中，根据初始的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制的具体处理过程如下：
参见图3，图3为对永磁同步风力发电机进行最大功率跟踪控制的结构示意图，获得永磁同步风力发电机当前输出电压Uout，根据输出电压与转速的关系计算出风力发电机当前的转速ω，将当前风力发电机的转速代入初始的最大功率曲线方程，得到风力发电机输出功率的跟踪指令值P**，将风力发电机当前输出功率Pout与跟踪指令值P**进行比较，将比较结果经过PI(Proportional Integral，比例积分)调节器，进行比例积分运算，得到风力发电机输出电流的跟踪指令值I*，将风力发电机当前输出电流Iout与跟踪指令值I*进行比较，将比较结果经过PI调节器进行比例积分运算，并依据比例积分运算的结果调节风力发电机的输出电流，即调节风力发电机的输出功率。
可选的，若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出。
本申请实施例中，控制设备可以判断风速是否满足第一预设条件，若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出，并将在风力发电机按照最大功率输出时的最大功率曲线作为最新的最大功率曲线，以完成对最大功率曲线的修正。
例如，参见图3，控制设备中的MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制器采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，以对最大功率曲线进行修正。控制设备中的MPPT控制器对当前的最大功率曲线方程中的最大功率曲线系数的数值k以固定步长Δk进行扰动，在扰动后，控制设备根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制。如果扰动后的风力发电机的输出功率变大，则为正向扰动，接下来维持原有的扰动方向继续扰动；若扰动后的风力发电机输出功率变小，则为负向扰动，接下来向相反方向扰动。反复执行上述对最大功率曲线系数的扰动策略，直至找到风力发电机输出的最大功率点(即风力发电机按照最大功率输出)，并在该最大功率点附近持续扰动。
其中，判断风速是否满足第一预设条件的方式多种多样，本申请实施例提供了以下两种可行的判断方式：
方式一：采用风速仪测量风速变化率；若风速变化率小于第一预设阈值，则确定风速满足第一预设条件。若风速变化率不小于第一预设阈值，则确定风速不满足第一预设条件。
方式二：计算风力发电机的输出电流的变化率，若风力发电机的输出电流的变化率小于第二预设阈值，则确定风速满足第一预设条件。若风力发电机的输出电流的变化率不小于第二预设阈值，则确定风速不满足第一预设条件。
在方式二中，由于风速变化引起风力发电机机械功率变化，从而引起风力发电机输出电流变化，因此通过判断风力发电机输出电流的变化率也可以判断风速风速是否满足第一预设条件。设风力发电机输出电流的变化率为：
其中，Δt为时间增量，ΔIin为在Δt时间内风力发电机输出电流的增量。设定一个常数σ(即第二预设阈值)，当Λ＜σ时，认为风速变化较慢，风速满足第一预设条件；当Λ≥σ时，认为风速变化较快，风速不满足第一预设条件。
可选的，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，包括：在风力发电机输出功率或转速超过设定的阈值时，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行增大方向上的扰动，以使在根据扰动后的最大功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制时，降低风力发电机的转速，保证风力发电机安全的同时持续发电。
可选的，当风速不满足第一预设条件时，停止对最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据当前的功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制。
这样，在风速变化较快时，不再调整最大功率曲线，而是采用当前的最大功率曲线进行最大功率的跟踪控制，从而可以快速跟踪风速的变化，提高发电量。
本申请实施例还提供了一种采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动的方法示例，参见图4，具体骤如下：
步骤401，按照固定步长增大/减少风力发电机初始的最大功率曲线方程中的功率曲线系数的数值，得到扰动后的功率曲线方程。
步骤402，根据扰动后的功率曲线方程，对风力发电机进行最大功率跟踪控制。
步骤403，判断Pout(z)是否大于Pout(z-1)。
其中，Pout(z)为根据扰动后的最大功率曲线方程对风力发电机进行最大功率跟踪控制后的风力发电机的输出功率，Pout(z-1)为根据扰动前的最大功率曲线方程对风力发电机进行最大功率跟踪控制后的风力发电机的输出功率。
若大于，则执行步骤404；若小于，则执行步骤407。
步骤404，判断ω(z)是否大于ω(z-1)。
其中，ω(z)为根据扰动后的最大功率曲线方程对风力发电机进行最大功率跟踪控制后的风力发电机的转速，ω(z-1)为根据扰动前的最大功率曲线方程对风力发电机进行最大功率跟踪控制后的风力发电机的输出功率。
若大于，则执行步骤405；若小于，则执行步骤406；
步骤405，将当前最大功率曲线方程中的功率曲线系数的数值减少Δk，得到扰动后的功率曲线方程，并返回步骤402。
其中，Δk为预设的固定步长。
步骤406，将当前最大功率曲线方程中的功率曲线系数的数值增加Δk，得到扰动后的功率曲线方程，并返回步骤402。
步骤407，判断ω(z)是否小于ω(z-1)。
其中，ω(z)为根据扰动后的最大功率曲线方程对风力发电机进行最大功率跟踪控制后的风力发电机的转速，ω(z-1)为根据扰动前的最大功率曲线方程对风力发电机进行最大功率跟踪控制后的风力发电机的输出功率。
若小于，则执行步骤408；若大于，则执行步骤409；
步骤408，将当前最大功率曲线方程中的功率曲线系数的数值减少Δk，得到扰动后的功率曲线方程，并返回步骤402。
步骤409，将当前最大功率曲线方程中的功率曲线系数的数值增加Δk，得到扰动后的功率曲线方程，并返回步骤402。
本申请按照固定步长对最大功率曲线系数进行扰动，因为在风力发电机转速的变化量相同时，对应的输出功率的变化量不同，所以本申请按照固定步长对最大功率曲线系数进行扰动，即对风力发电机的输出功率进行定步长扰动，相当于对风力发电机的转速进行变步长扰动，避免了传统的定步长扰动观察法步长选择过大造成最大功率点附近的功率冲击、步长选择过小造成跟踪速度慢或扰动方向判断错误，以及传统的变步长扰动观察法步长选择复杂的问题，从而方便、快速、准确的实现风力发电机最大功率的跟踪。例如，参见图5，图5为最大功率曲线系数扰动前后功率、转速变化量对比示意图，图5中曲线1为扰动前的最大功率曲线，曲线2为扰动后的最大功率曲线。由图5可见，当风力发电机转速的变化量相同，即Δω1＝Δω2时，对应的风力发电机输出功率的变化量ΔP1、ΔP2与ΔP3不相同，因此，对最大功率曲线系数k进行定步长扰动，即对风力发电机的输出功率进行定步长扰动，相当于对风力发电机的转速进行变步长扰动。
基于相同的技术构思，参见图6，本申请实施例还提供了一种最大功率曲线获取装置，所述装置包括：
第一获取模块601，用于获取风力发电机处于最大功率点运行时的所述风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；
计算模块602，用于根据预设的由所述第一运行参数、所述第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及所述第一运行参数的参数值和所述第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；
确定模块603，用于根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程。
可选的，所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3，其中，P为所述风力发电机的输出功率，ω为所述风力发电机的转速，k1为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3，其中，P为所述风力发电机的输出功率，U为所述风力发电机的输出电压，k2为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2，其中，I为所述风力发电机的输出电流，U为所述风力发电机的输出电压，k3为最大功率曲线系数；
或
所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2，其中，I为所述风力发电机的输出电流，ω为所述风力发电机的转速，k4为最大功率曲线系数。
可选的，在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3的情况下，所述确定模块603，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a1为计算出的最大功率曲线系数的数值，ω1为所述风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下所述风力发电机的额定转速；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3的情况下，所述确定模块603，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a2为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2的情况下，所述确定模块603，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a3为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2的情况下，所述确定模块603，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a4为最大功率曲线的系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
基于相同的技术构思，参见图7本申请提供了一种最大功率跟踪装置，所述装置包括：
第二获取模块701，用于采用上述最大功率曲线获取方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程；
第一跟踪模块702，用于根据所述初始的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
可选的，所述装置还包括扰动模块；
所述扰动模块，用于若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出。
可选的，所述扰动模块，具体用于：
在风力发电机输出功率或转速超过设定的阈值时，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行增大方向上的扰动。
可选的，所述装置还包括第二跟踪模块；
所述第二跟踪模块，用于当所述风速不满足第一预设条件时，停止对所述最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据当前的功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
可选的，所述装置还包括第一判断模块；
所述第一判断模块用于：
采用风速仪测量风速变化率；
若所述风速变化率小于第一预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
可选的，所述装置还包括第二判断模块；
所述第二判断模块用于：
计算所述风力发电机的输出电流的变化率；
若所述风力发电机的输出电流的变化率小于第二预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。
Claims (14)
1.一种最大功率曲线获取方法，其特征在于，所述方法包括：
获取风力发电机处于最大功率点运行时的所述风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；
根据预设的由所述第一运行参数、所述第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及所述第一运行参数的参数值和所述第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；
根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a1为计算出的最大功率曲线系数的数值，ω1为所述风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下所述风力发电机的额定转速；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a2为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a3为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2的情况下，所述根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程，包括：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a4为最大功率曲线的系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
2.一种最大功率跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：
采用权利要求1所述的方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程；
根据所述初始的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，包括：
在风力发电机输出功率或转速超过设定的阈值时，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行增大方向上的扰动。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述风速不满足第一预设条件时，停止对所述最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据当前的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采用风速仪测量风速变化率；
若所述风速变化率小于第一预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算所述风力发电机的输出电流的变化率；
若所述风力发电机的输出电流的变化率小于第二预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
8.一种最大功率曲线获取装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取风力发电机处于最大功率点运行时的所述风力发电机的第一运行参数的参数值和第二运行参数的参数值；
计算模块，用于根据预设的由所述第一运行参数、所述第二运行参数和最大功率曲线系数构成的第一关系方程，及所述第一运行参数的参数值和所述第二运行参数的参数值，计算最大功率曲线系数的数值；
确定模块，用于根据已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程，确定所述风力发电机的最大功率曲线方程；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为P＝k1ω3的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a1为计算出的最大功率曲线系数的数值，ω1为所述风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下所述风力发电机的额定转速；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出功率，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为P＝k2U3的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a2为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的输出电压，所述第一关系方程为I＝k3U2的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入电压对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a3为计算出的最大功率曲线系数的数值，U1为所述风力发电机的切入电压，Us为某一稳定风速下所述风力发电机的额定电压；
在所述第一运行参数为所述风力发电机的输出电流，所述第二运行参数为所述风力发电机的转速，所述第一关系方程为I＝k4ω2的情况下，所述确定模块，具体用于：
根据预设的所述风力发电机的切入转速对已知最大功率曲线系数的数值的第一关系方程进行修正，并将修正后的第一关系方程确定为所述风力发电机的最大功率曲线方程，修正后的第一关系方程为：
其中，a4为最大功率曲线的系数，ω1为风力发电机的切入转速，ωs为某一稳定风速下风力发电机的额定转速。
9.一种最大功率跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：
第二获取模块，用于采用权利要求1所述的方法获取风力发电机初始的最大功率曲线方程；
第一跟踪模块，用于根据所述初始的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括扰动模块；
所述扰动模块，用于若风速满足第一预设条件，则采用爬山法功率寻优控制算法，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据对最大功率曲线系数进行扰动后的最大功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制，以使风力发电机按照最大功率输出。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述扰动模块，具体用于：
在风力发电机输出功率或转速超过设定的阈值时，按照固定步长对当前的最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行增大方向上的扰动。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二跟踪模块；
所述第二跟踪模块，用于当所述风速不满足第一预设条件时，停止对所述最大功率曲线方程中最大功率曲线系数进行扰动，并根据当前的功率曲线方程，对所述风力发电机进行最大功率跟踪控制。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一判断模块；
所述第一判断模块用于：
采用风速仪测量风速变化率；
若所述风速变化率小于第一预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二判断模块；
所述第二判断模块用于：
计算所述风力发电机的输出电流的变化率；
若所述风力发电机的输出电流的变化率小于第二预设阈值，则确定所述风速满足所述第一预设条件。
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Citations (8)
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|---|---|---|---|---|
| CN1960159A (zh) * | 2006-11-07 | 2007-05-09 | 合肥工业大学 | 风力发电最大功率点跟踪控制方法 |
| CN101196164A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | 通用电气公司 | 用于预测风力涡轮机的功率曲线的方法 |
| CN101776043A (zh) * | 2010-02-25 | 2010-07-14 | 东南大学 | 基于误差补偿模型的风电机组最大风能捕获控制方法 |
| CN102392785A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-03-28 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风力机最大功率跟踪曲线的线性化方法 |
| CN103557117A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-05 | 大唐山东清洁能源开发有限公司 | 风力发电机组功率曲线获取装置 |
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| CN104653410A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-05-27 | 国家电网公司 | 基于激光雷达测风仪的风电机组运行功率特性测试系统及方法 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1960159A (zh) * | 2006-11-07 | 2007-05-09 | 合肥工业大学 | 风力发电最大功率点跟踪控制方法 |
| CN101196164A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | 通用电气公司 | 用于预测风力涡轮机的功率曲线的方法 |
| CN101776043A (zh) * | 2010-02-25 | 2010-07-14 | 东南大学 | 基于误差补偿模型的风电机组最大风能捕获控制方法 |
| CN102392785A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-03-28 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种风力机最大功率跟踪曲线的线性化方法 |
| CN103835878A (zh) * | 2013-04-07 | 2014-06-04 | 南京理工大学 | 基于神经网络优化起始转速的最大功率点跟踪控制方法 |
| CN103557117A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-05 | 大唐山东清洁能源开发有限公司 | 风力发电机组功率曲线获取装置 |
| CN104653410A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-05-27 | 国家电网公司 | 基于激光雷达测风仪的风电机组运行功率特性测试系统及方法 |
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