风力发电系统最大功率点跟踪控制策略研究.pdfVIP

第 21卷第 2期 湖 南 工 程 学 院 学 报 Vo1．21．No．2 2011年 6月 JournalofHunanInstituteofEngineering June2011 风 力 发 电系 统 最 大 功 率 点 跟 踪 控 制 策 略研 究 邓秋玲 (湖南工程学院 电气信息学院，湘潭 411101) 摘 要 ：为 了最大限度地捕获到风能，变速风 电系统一般采用最大功率点跟踪 (MPPT)的控制策略． MPPT有三种控制方法 ：即最佳叶尖速比控制 、功率信号回馈控制和爬山搜寻控制．前两种方法需要准 确测量风速或需要事先测量风力机功率曲线，在实际执行 中存在困难，爬 山搜寻法与风轮的空气动力学 特性没有关系，并且可以用软件来实现．着重研究了爬 山有哪些信誉好的足球投注网站法的三种控制算法，提 出了将三点比较算 法应用于风力发 电系统中．仿真结果表明：三点比较法能对步长做 出试探性的变化，可以有效避免功率 扰动下算法的不稳定性． 关键词 ：最大功率点跟踪 ；控制策略；风力发 电；爬 山有哪些信誉好的足球投注网站法 中图分类号 ：TM614 文献标识码：A 文章编号：1671—1l9X(2011)02--0001--05 一 定应用 ． 0 引 言 在 PSF控制中，必须对风力发 电系统 中各种可 能风速下进行测试 ，建立最大功率曲线 (如发出的功 风能是一种随机性很大的能量 ，要保证最大限 率与发 电机速度之间的关系)，通常用一个编码器或 度地捕获到风能，变速风电系统 目前一般采用最大 测速发 电机去测量 电机速度 ，然后根据测量 的发 电 功率点跟踪 (MPPT)的控制策略．文献表 明变速恒 机速度 ，由曲线提供一个最大功率参考值 ，对发电机 频风力发电机组采用最大功率捕获算法方案所获得 进行功率调节保证风力发电机运行在最优功率曲线 的输出功率 比传统的恒速恒频风力发电机组要多出 上实现最大风能跟踪r．该方法无需测量风速 ，但需 91o4～111o4[¨． 测量转速，还需知道风力机 固有的最优功率曲线．相 一 般来说 ，MPPT有 以下三种控制方法 ：即最 比叶尖速比控制 ，该方法省去了风速测量，具有较好 佳叶尖速比控制 (TSR)、功率信号回馈 (PSF)控制 的效果和更好的实用价值 ，但对于不同的风轮机 ，最 和爬山搜 寻(HCS)控制．最佳叶尖速 比法 的基本思 大功率曲线需要事先通过仿真或试验测得，这会增 想是当风速变化时，通过测量风速和风力机 固有特 加功率反馈控制难度和实际应用的成本 ，并且离线 性计算出此时的最佳转速，并实时调整发 电机转速 试验方法获得的最大功率曲线在实际中难以精确实 使其始终运行于与风速对应 的最佳转速 ，从而实现 现． 最大风能跟踪．该方法需要测量风速、转速，因此转 爬山有哪些信誉好的足球投注网站算法是为了克服前两种算法的缺点而 子位置传感器和风速传感器是必不可少的．由于需 提出来的，它无需测量风速 ，也不需要事先知道具体 要机械传感器 ，增加 了控制器 的成本和复杂性．另 风轮机的功率特性 ，而是施加人为的转速扰动 ，然后 外 ，还需要知道风力机固有的叶尖速比曲线 ，由于风 通过测量功率的变化来 自动有哪些信誉好的足球投注网站发电机的最优转速 速的实时准确测量较为困难 ，因此该方法在实际应 点．HCS控制通过使用特定的推理机制改变功率指 用中存在一些问题．但 由于该方法是最大风能跟踪