永磁直驅風電系統改進mppt控制方法的研究
劉智涯，曲延濱，林文品
（哈爾濱工業大學（威海）信息科學與工程學院，威海264209）
摘要：文章提出了一種用于永磁直驅風力發電系統的改進的****功率追蹤算法（mppt），研究了發電機轉速和dc - dc環節上功率開關器件占空比之間的關系，結合發電機輸出功率的符號函數，實現了通過占空比調節以達到****功率跟蹤的目的。并對此算法進行了數學求證，同時通過matlab/simulink建模與仿真分析，驗證了此改進算法能夠顯著提高系統****功率跟蹤的快速性和穩定性。
關鍵詞：永磁直驅風力機；****功率跟蹤；占空比
中圖分類號：tm315：tp391.9 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)04-0049-03
0引言
隨著全球常規能源的逐步衰竭，節能和可再生能源的利用成為了熱門課題。風力發電系統已經廣泛地應用于邊遠地區供電系統以及并網系統中。風力發電系統通過采用高效率的功率轉換器件，以及根據當前的大氣條件，控制風機對****風能的獲取，從而使得整體系統的造價大幅度的降低。
傳統的控制方法都是基于風力機的****特性曲線或者通過測量出的風速計算出期望的對應于****功率的****轉速，并與實際的轉速比較，將偏差用于功率控制。然而，實際中無法提供高精度的****功率曲線，并且隨著風機使用時間的增長，****功率曲線也會發生改變。另外，測量風速需要一個精確的風速計，這樣一方面增加了系統成本，另一方面，由于風尤其是陣風的能量很難準確描述，于是就霰要對風速進行精確測量，從而準確反映風的能量，為控制系統提供可靠的信息，這樣又增加了控制系統的復雜性[1]。
本文為風力機****功率點跟蹤( mppr)控制提供一種有效地解決方法，****功率點跟蹤過程為，通過測量風力機輸出電壓和電流計算出風力機輸出功率，并且通過比較連續采樣時間上的功率變化來直接調整dc - dc變換器的占空比，從而對風力機輸出功率進行調節以實現跟蹤風力機的****輸出功率。因此，本文所采用的方法，既不需要知道風力機的功率一轉速曲線，或者功率一風速曲線，也不需要對風速進行測量，是一種高效實用低成本的方法。
1風力機特性分析
風力機從風中捕獲的機械能可用下式表示：
定義如下：
式中，m為風機轉子轉速( rad/s)。
考慮發電機效率w。，則由風力機產生的總的功率為：
風力機在變風速下的功率曲線如圖1所示。它表明，對每一個風速，風力機輸出功率曲線上都存在著一個****功率點，對風力機負載的控制，能導致風力機輸出功率從一條曲線變到另一條曲線，但當風力機的轉速保持在一個****轉速時，葉尖速比的值恒為一常數。
2改進的mppi算法
考慮風電系統實際運行情況，風速隨著時間的變化較快，但風力機存在慣性，使得風力機輸出功率變化緩慢。因此，風力機****功率點跟蹤控制可以通過調整 |
