双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制策略

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1、2009年4月电工技术学报Vol.24No.4第24卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYApr.2009双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制策略1,21,21,21,2马炜俞俊杰吴国祥陈国呈（1.上海大学机电工程与自动化学院上海2000722.上海市电站自动化技术重点实验室上海200072）摘要双馈风力发电系统最大功率点跟踪通常基于实验测定的最佳风速-功率-转速曲线，但在长期运行中系统参数的变化会使实际最大功率点偏离原曲线，影响最大功率跟踪效果。在分析风力机特性、双馈风力发电机数学模型及功率关

2、系的基础上，提出了一种以向电网输出电能最大为目标、不依赖最佳风速-功率-转速曲线的最大功率点跟踪策略，实现了定子输出有功、无功解耦控制。仿真和实验证明，基于该方法，双馈风力发电系统在风速变化过程中能自动寻找并跟随最大功率点，且控制相对简单，运行可靠，有较高的实用价值。关键词：变速恒频双馈电机最大功率点跟踪中图分类号：TM614MPPTControlStrategyforDoubly-FedWindPowerGenerationMaYiweiYuJunjieWuGuoxiangChenGuocheng（ShanghaiUniversityShang

3、hai200072China）AbstractThemaximumpowerpointtracer(MPPT)ofdoubly-fedwindpowergenerationisgenerallybasedonthecurveofoptimalwindspeed-power-windturbinerotationalspeedextractedfromexperimentresults.Afterlong-termoperation,theactualmaximumpowerpointwilldeviatefromtheoriginalcurved

4、uetothechangeofsystemparameters,whichinfluencestheeffectofmaximumpowerpointtracer.Basedonanalysisofthecharacteristicofwindturbine,themathematicalmodelofdoubly-fedinductiongeneratorandtherelationofpowersandcurrents,thispaperpresentsaMPPTstrategytorealizethedecouplingcontrolofs

5、tatoractivepowerandstatorreactivepowerwhichdoesn'trelyonthecharacteristiccurveofwindturbine.Thesimulationandexperimentalresultsshowthatinthewindspeedchangingprocessthedoubly-fedwindpowergenerationsystemcansearchandtracethemaximumpowerpointautomaticallybyusingthismethod.Moreov

6、er,thiscontrolmethodiscomparativelyeasy,reliableandhashighpracticalvalue.Keywords：Variablespeedconstantfrequency(VSCF),doubly-fedinductiongeneration,maximumpowerpointtracer内外文献针对双馈风力发电系统提出的最大功率点1引言追踪方法大多建立在风力机的最佳风速-功率-转速近年来，变速恒频（VSCF）双馈风力发电系统曲线已知的基础上。文献[3-5]直接检测当前风速，以其独特的优势，逐

7、渐成为风力发电的主流[1-2]。它通过特性曲线获得对应的最佳叶尖速比，控制转速。通过调节转子侧交流励磁电压的频率、幅值、相位此方法不但需要高精度的测量仪，而且因为风力机对定子输出电能进行控制，能在保持输出电压电流周围气流受叶片扰动较大，风机叶片上各点风速都不频率恒定的同时，通过调节转速改变输出功率。国相同，难以准确测量。为了克服上述缺点，文献[6-7]利用风力机的特性曲线的功率-转速关系获得当前转速下的最佳功率值，再利用功率闭环控制。但是收稿日期2007-08-23改稿日期2008-03-28第24卷第4期马炜等双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制

8、策略203通常特性曲线不易获得，而且随着风机的老化、磨式中ω——风力机转速；损、腐蚀，曲线都会发生变化，影响最大风能跟踪R——叶片半径。