[0076] 4):當Vw < Vt且PeS PJ寸：將模塊化風力發(fā)電機切換到最大功率跟蹤控制模式運 行，期望發(fā)電功率Pg=Pa;同時，閉合蓄電池的放電回路開關(guān)KB。，直至蓄電池的S0C〈0.2;
[0077] 并且策略1、2、3和4中始終閉合蓄電池的充電回路開關(guān)KBi，直至蓄電池的SOC = 1; 始終閉合負荷接入的回路投切開關(guān)Ku直至蓄電池的S0C〈0.2。
[0078] 判斷策略1-6可以總結(jié)如表1。
[0079] 表 1
[0080]
[0081] 如圖4所示，風輪機將可吸收風功率Pa輸送給模塊化風力發(fā)電機，模塊化風力發(fā)電 機發(fā)出的電功率Pe經(jīng)過模塊化功率變換器形成負荷的用電功率Pl和蓄電池的充電功率Pb， 其中P B=IBfUBf。當Pe3不足夠大時，蓄電池放電輸出電功率;當SOC過小時，切斷用電負荷。
[0082] 發(fā)電能量管理智能體將最優(yōu)發(fā)電與用電配置指令傳送給發(fā)用電執(zhí)行智能體。在發(fā) 用電執(zhí)行智能體內(nèi)部存儲相關(guān)參數(shù)，并嵌入負荷功率跟蹤控制、恒功率控制、最大功率跟蹤 控制和蓄電池充電控制程序，根據(jù)發(fā)電能量管理智能體給出的最優(yōu)發(fā)電與用電配置指令進 行程序的切換調(diào)用。同時，驅(qū)動圖4中的充電、放電和負荷投切開關(guān)的通與斷，以完成機組的 發(fā)電、充電和用電管理；驅(qū)動圖2中故障發(fā)電相編號集Z{ Zl}*對應的常閉可控開關(guān)105斷 開，使得模塊化風力發(fā)電機故障相與模塊化功率變換器對應相整流橋電路電氣隔離，以完 成模塊化風力發(fā)電機的容錯發(fā)電管理。
[0083] S3:系統(tǒng)控制執(zhí)行的具體步驟如下：
[0084] (1)發(fā)用電執(zhí)行智能體執(zhí)行最優(yōu)發(fā)電與用電配置指令；
[0085] (2)蓄電池、模塊化風力發(fā)電機和模塊化功率變換器接收發(fā)用電執(zhí)行智能體的數(shù) 據(jù)信息并執(zhí)行相應指令。
[0086] 根據(jù)以上步驟，本系統(tǒng)完成模塊化風力發(fā)電機組的容錯發(fā)用電能量管理，模塊性 尚，適用性強。
[0087] 上述說明示出并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如前所述，應當理解本發(fā)明并非局 限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和 環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改 動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應在本發(fā)明所附 權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)，其特征在于:包括氣象采集模塊、 電參數(shù)信號采集模塊、模塊化風力發(fā)電機(1)、模塊化功率變換器(2)和蓄電池，所述模塊化 風力發(fā)電機（1)、模塊化功率變換器(2)和蓄電池均與電參數(shù)信號采集模塊相連，還包括系 統(tǒng)控制智能體(3)，所述系統(tǒng)控制智能體(3)與氣象采集模塊、電參數(shù)信號采集模塊、模塊化 風力發(fā)電機(1)、模塊化功率變換器(2)和蓄電池均相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)，其特征在 于:所述系統(tǒng)控制智能體(3)包括風功率測評智能體、發(fā)電故障診斷智能體、發(fā)電能量管理 智能體、發(fā)用電測評智能體和發(fā)用電執(zhí)行智能體;所述風功率測評智能體與氣象信息采集 模塊相連;所述發(fā)電故障診斷智能體和發(fā)用電測評智能體均與電參數(shù)信號采集模塊相連； 所述風功率測評智能體、發(fā)電故障診斷智能體和發(fā)用電測評智能體均與發(fā)電能量管理智能 體相連;所述發(fā)電能量管理智能體與發(fā)用電執(zhí)行智能體相連;所述發(fā)用電執(zhí)行智能體與蓄 電池、模塊化風力發(fā)電機（1)和模塊化功率變換器(2)均相連;所述各智能體均包括數(shù)字微 處理器、內(nèi)部數(shù)據(jù)信息通信接口和外部物聯(lián)網(wǎng)無線通訊接口；所述外部物聯(lián)網(wǎng)無線通訊接 口和系統(tǒng)外部智能設備相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)，其特征在 于:所述電參數(shù)采集模塊包括安裝于模塊化風力發(fā)電機（1)各發(fā)電相整流側(cè)上的電壓和電 流測量電路、安裝于負荷接入側(cè)母線上的電壓和電流測量電路、安裝于蓄電池端口的電壓 和電流測量電路、內(nèi)阻測量電路以及溫度測量電路;所述蓄電池的輸出端口具有獨立的充 電回路和獨立的放電回路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)，其特征在 于:所述模塊化功率變換器(2)中單相整流橋電路的數(shù)目與模塊化風力發(fā)電機(1)的相數(shù)相 同，所述模塊化功率變換器(2)中各單相整流橋電路輸出端電壓串聯(lián)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)，其特征在 于:所述模塊化功率變換器(2)每個相整流橋電路的輸入端和模塊化風力發(fā)電機(1)每個相 發(fā)電繞組的輸出端之間均連接有常閉可控開關(guān)。6. -種如權(quán)利要求1~5任意一項所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理 系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括信息采集、接收數(shù)據(jù)并分析和系統(tǒng)控制執(zhí)行三個步驟， 所述接收數(shù)據(jù)并分析的具體步驟如下： S1:首先風功率測評智能體接收來自氣象信息采集模塊的數(shù)據(jù)，分析計算出瞬時風速 Vw、可吸收風功率Pa; 發(fā)電故障診斷智能體接收來自電參數(shù)信號采集模塊的數(shù)據(jù)，分析計算出模塊化風力發(fā) 電機(1)的可發(fā)電容量系數(shù)kF和故障發(fā)電相編號集Z{zi}; 發(fā)用電測評智能體接收來自電參數(shù)信號采集模塊的數(shù)據(jù)，分析計算出模塊化風力發(fā)電 機(1)的瞬時發(fā)電功率Pe、負荷功率Pl、蓄電池的SOC、蓄電池的預期充電電流IBf和電壓UBf; S2:然后發(fā)電能量管理智能體根據(jù)上述三個智能體傳來的數(shù)據(jù)信息，分析計算出最優(yōu) 發(fā)電與用電配置指令，并將該指令傳送給發(fā)用電執(zhí)行智能體。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)的控制方 法，其特征在于:所述系統(tǒng)控制執(zhí)行步驟中的模塊化風力發(fā)電機（1)包括三種工作模式，分 別為負荷功率跟蹤控制模式、恒功率控制模式和最大功率跟蹤控制模式。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)的控制方 法，其特征在于:所述接收數(shù)據(jù)并分析步驟S2中的發(fā)電能量管理智能體分析計算出的最優(yōu) 發(fā)電與用電配置指令包括:模塊化風力發(fā)電機（1)運行在負荷功率跟蹤控制模式、恒功率控 制模式和最大功率跟蹤控制模式的切換指令、各控制模式的期望發(fā)電功率P g、故障發(fā)電相 編號集Z{Zl}、蓄電池的充電回路開關(guān)KBl以及蓄電池的放電回路開關(guān)K B。和負荷接入的回路 投切開關(guān)k的斷開與閉合指令。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)的控制方 法，其特征在于:所述接收數(shù)據(jù)并分析步驟S2中的發(fā)電能量管理智能體分析計算出的最優(yōu) 發(fā)電與用電配置指令具體步驟如下： si:首先計算出動態(tài)額定發(fā)電模式切換風速閥點V, =^/i77vn，其中VN為模塊化風力發(fā)電 機(1)的額定發(fā)電風速，以及預期用電總功耗Pc=Pl+Im UBf; S2:然后根據(jù)￥|、￥^匕、匕和50(：進行判斷，形成最優(yōu)發(fā)電與用電配置指令，其判斷策略包 括： 1 :當Vw>VT且Pe>Pc時:模塊化風力發(fā)電機（1 )切換到負荷功率跟蹤控制模式運行，期望發(fā) 電功率pg = p。，同時斷開蓄電池的放電回路開關(guān)Kb。； 2:當Vw>Vt且PJ寸:模塊化風力發(fā)電機（1)切換到恒功率控制模式運行，期望發(fā)電功 率Pg = kFPEN，其中Pen為模塊化風力發(fā)電機(1)正常態(tài)時的額定功率，同時閉合蓄電池的放電 回路開關(guān)Kb。，直至蓄電池的S0C〈0.2; 3:當Vw < VT且Pe>P。時:模塊化風力發(fā)電機（1)切換到負荷功率跟蹤控制模式運行，期望 發(fā)電功率?8 = ?。;同時，斷開蓄電池的放電回路開關(guān)Kb。； 4:當Vw < Vt且P。時:模塊化風力發(fā)電機(1)切換到最大功率跟蹤控制模式運行，期望 發(fā)電功率Pg = Pa;同時，閉合蓄電池的放電回路開關(guān)Kb。，直至蓄電池的S0C〈0.2; 并且策略1、2、3和4中始終閉合蓄電池的充電回路開關(guān)KBi，直至蓄電池的SOC = 1;始終 閉合負荷接入的回路投切開關(guān)Ku直至蓄電池的S0C〈0.2。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)的控制方 法，其特征在于:所述發(fā)用電執(zhí)行智能體驅(qū)動故障發(fā)電相編號集Z{ Zl}所對應的常閉可控開 關(guān)斷開。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種模塊化風力發(fā)電機組多智能體能量管理系統(tǒng)與方法，包括氣象采集模塊、系統(tǒng)控制智能體、電參數(shù)信號采集模塊、模塊化風力發(fā)電機、模塊化功率變換器和蓄電池，發(fā)電能量管理智能體能夠分析計算出最優(yōu)發(fā)電與用電配置指令，并將該指令傳送給發(fā)用電執(zhí)行智能體執(zhí)行，使得模塊化風力發(fā)電機切換運行在負荷功率跟蹤控制、恒功率控制和最大功率跟蹤控制三種模式下，以實現(xiàn)模塊化風力發(fā)電機組的發(fā)用電能量管理。本發(fā)明可使機組的發(fā)電容量能夠自適應容錯匹配，具有系統(tǒng)模塊化程度高、利于維護升級，整機運行經(jīng)濟和可靠性高等優(yōu)點。
【IPC分類】H02J3/32, H02J3/38
【公開號】CN105470989
【申請?zhí)枴緾N201610006146
【發(fā)明人】茅靖峰, 吳愛華, 吳國慶, 張旭東, 吳樹謙, 張蔚, 張新松, 邱愛兵, 易龍芳, 朱建紅
【申請人】南通大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月5日