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公开(公告)号：CN114382647A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202111519780.7
申请日：2021-12-13
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于旋转桨叶储能的永磁直驱式风力发电机组控制方法及系统，本发明方法包括建立风力发电机组的永磁直驱风力发电机数学模型，并结合风力机从风能中捕获的机械功率P以及风力机叶尖速比λ采用指定的优化算法求解出风电机组最优的转子转速参考值与桨距角参考值β*；根据转速参考值以及风力发电机组的定子电流ia,ib,ic采用由转速外环与电流内环构成的双环级联控制方式来对风力发电机组的电机进行控制。本发明利用风机的转子来储存大量的旋转动能，在风电场“弃风”的情况下减少风电场的风能损失，该方法不需要额外加装储能设备，具有良好的经济性，可提高风电场的功率输出稳定性。
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公开(公告)号：CN114382647B
公开(公告)日：2024-07-26
申请号：CN202111519780.7
申请日：2021-12-13
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于旋转桨叶储能的永磁直驱式风力发电机组控制方法及系统，本发明方法包括建立风力发电机组的永磁直驱风力发电机数学模型，并结合风力机从风能中捕获的机械功率P以及风力机叶尖速比λ采用指定的优化算法求解出风电机组最优的转子转速参考值#imgabs0#与桨距角参考值β*；根据转速参考值#imgabs1#以及风力发电机组的定子电流ia,ib,ic采用由转速外环与电流内环构成的双环级联控制方式来对风力发电机组的电机进行控制。本发明利用风机的转子来储存大量的旋转动能，在风电场“弃风”的情况下减少风电场的风能损失，该方法不需要额外加装储能设备，具有良好的经济性，可提高风电场的功率输出稳定性。
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公开(公告)号：CN116014819A
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202310290278.6
申请日：2023-03-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁风力发电机组的有功功率存储极限量化方法及系统，方法包括步骤：1）获取发电机运行时的端电压表达式；2）将端电压表达式带入发电机控制中直流母线电压与端电压之间的约束关系，得到包含直流母线电压、发电机定子轴和轴电流、发电机转子转速的表达式；3）通过忽略电流微分与轴电流，将步骤2）得到的表达式进行简化并求解，得到当发电机端电压为当前直流母线电压允许最大值下，不同发电机转子转速对应的定子轴电流；4）根据不同发电机转子转速对应的定子轴电流，计算得到不同发电机转子转速下对应的永磁风力发电机组的输出功率，构成风力发电机组有功功率存储边界。本发明能够实现安全、高效的有功功率存储。
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公开(公告)号：CN114465287A
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202210018393.3
申请日：2022-01-07
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种风电场快速有功功率优化方法及系统，本发明方法包括分别构建风机有功功率参考指令的增量分别与风力推力Ft、轴承扭力Ts疲劳载荷的增量空间状态方程；基于构建得到的增量空间状态方程建立风电场快速有功功率优化的目标函数；基于等微增率准则求解得到目标函数的极小值的解，得到最优的风机有功功率参考指令的增量以控制风机有功功率输出。本发明将风机的增量空间方程构建风机疲劳载荷的成本函数，并采用等微增率准则求解优化目标函数，能够简化目标函数的求解复杂度，降低了风电场快速有功功率优化的计算负担、提升了风电场快速有功功率优化的求解效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116014819B
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310290278.6
申请日：2023-03-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁风力发电机组的有功功率存储极限量化方法及系统，方法包括步骤：1）获取发电机运行时的端电压表达式；2）将端电压表达式带入发电机控制中直流母线电压与端电压之间的约束关系，得到包含直流母线电压、发电机定子轴和轴电流、发电机转子转速的表达式；3）通过忽略电流微分与轴电流，将步骤2）得到的表达式进行简化并求解，得到当发电机端电压为当前直流母线电压允许最大值下，不同发电机转子转速对应的定子轴电流；4）根据不同发电机转子转速对应的定子轴电流，计算得到不同发电机转子转速下对应的永磁风力发电机组的输出功率，构成风力发电机组有功功率存储边界。本发明能够实现安全、高效的有功功率存储。
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公开(公告)号：CN115986851B
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202310290275.2
申请日：2023-03-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁风力发电机组的有功功率安全响应方法及系统，方法包括步骤：S1、获取机组当前转速下的最大输出功率；S2、将机组的外部功率指令与最大输出功率进行比较；若外部功率指令大于最大输出功率，则计算外部功率指令与最大输出功率之间的差值；S3、根据差值得到超载功率常数，再根据超载功率常数和机组当前的状态信息，得到超载功率响应指令；其中超载功率常数小于差值；S4、根据超载功率响应指令对机组进行控制，以降低机组的转速；S5、获取机组当前转速下的最大输出功率，并将此最大输出功率与外部功率指令进行比较；若此最大输出功率大于外部功率指令，则响应外部功率指令。本发明具有安全的向上功率响应能力等优点。
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公开(公告)号：CN115986851A
公开(公告)日：2023-04-18
申请号：CN202310290275.2
申请日：2023-03-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种永磁风力发电机组的有功功率安全响应方法及系统，方法包括步骤：S1、获取机组当前转速下的最大输出功率；S2、将机组的外部功率指令与最大输出功率进行比较；若外部功率指令大于最大输出功率，则计算外部功率指令与最大输出功率之间的差值；S3、根据差值得到超载功率常数，再根据超载功率常数和机组当前的状态信息，得到超载功率响应指令；其中超载功率常数小于差值；S4、根据超载功率响应指令对机组进行控制，以降低机组的转速；S5、获取机组当前转速下的最大输出功率，并将此最大输出功率与外部功率指令进行比较；若此最大输出功率大于外部功率指令，则响应外部功率指令。本发明具有安全的向上功率响应能力等优点。
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公开(公告)号：CN114465287B
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202210018393.3
申请日：2022-01-07
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种风电场快速有功功率优化方法及系统，本发明方法包括分别构建风机有功功率参考指令的增量分别与风力推力Ft、轴承扭力Ts疲劳载荷的增量空间状态方程；基于构建得到的增量空间状态方程建立风电场快速有功功率优化的目标函数；基于等微增率准则求解得到目标函数的极小值的解，得到最优的风机有功功率参考指令的增量以控制风机有功功率输出。本发明将风机的增量空间方程构建风机疲劳载荷的成本函数，并采用等微增率准则求解优化目标函数，能够简化目标函数的求解复杂度，降低了风电场快速有功功率优化的计算负担、提升了风电场快速有功功率优化的求解效率。
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公开(公告)号：CN114649831A
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202210018392.9
申请日：2022-01-07
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于分布式控制的风电场功率优化控制方法及系统，本发明包括建立关于疲劳载荷的增量状态空间模型，基于疲劳载荷的增量状态空间模型确定风机有功功率为主要优化目标，协调控制无功功率和节点电压作为次要优化目标的多目标函数，确定约束条件；确定目标函数及其约束条件的集中式控制模型表示；基于目标函数及其约束条件的集中式算法表示进行分布式迭代控制模型拆解得到分布式迭代控制模型，通过分布控制器执行分布式迭代控制模型收敛获得全局最优解。本发明基于分布式迭代控制模型来风电场功率优化控制，使风电场具有更好的鲁棒性和稳定性，而且能够减小风机的疲劳载荷，减小风机电压的偏差与维持电压稳定，减少网络损耗。
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