小型风力发电系统风速追踪策略的仿真研究

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1、第28卷第5期计算机仿真2011年5月文章编号：1006—9348(2011)05—0328-05小型风力发电系统风速追踪策略的仿真研究翁翔羿，张曦煌(江南大学信息工程学院，江苏无锡214122)摘要：在研究小型风力发电系统优化调节控制策略中。由于小型风力发电系统安装在近地紊流区域，风速变化频繁。所以跟风效率差导致的系统风能利用率低下是系统的主要问题。为了提高功率和系统的稳定性，提出一种自适应分段功率调节控制算法。算法无需风速传感器，通过调整功率控制风轮转速，实现对系统最大功率点的快速逼近，实时判断系统状态，采取适合外界风速的控制策略，并在运行中随时修正系统参数，使系统参数不

2、断优化。在Matlab／Simulink环境下建模仿真的结果表明算法在追风速度和精度、输出功率上均有提高。仿真实验和实机运行都证实了控制算法能有效提高风能转换效率，可为设计提供科学依据。关键词：小型风力发电机；最大功率点追踪；自适应分段控制；功率调节；系统建模中圈分类号：TK89文献标识码：BSimulationforWindSpeedTrackingStrategyofSmallWindPowerGenerationSystemWENGXiang-yi，ZHANGXi-huang(SchoolofInformationTechnology，JiangNanUniversit

3、y，WuxiJiangsu214122，China)ABSTRACT：Smallwindpowergenerationsystemsm'einstalledinthenear-Earthturbulentregion．Inthisregionthe试Ildchangesfrequently．Thehi．inproblemofthesystemisthelowutilizationrateofthepowercausedbythelowtrackingefficiency。Thisi)aperpresentsasectionalpoweradjustingalgorithmba

4、sedadaptivecontrolwithoutthewilldspeed∞nBor．Adjustingthespeedofthewindwheelbyoutputpower．thesystemapproximatesthemaximumpoweroperatingpoint．Itjudg船thestateofthesystem，andchoosesthealgorithmfittingforthewindoutside．Thealgorithmconstantlyrevisesthenaturalsystemparameterinoperation，80thatthepa

5、rametercanbeconstantlyoptimized．ThemodelingandsimulationinMatlab／Simulinkshowthatthealgorithmimprovesthetrackingspeedandaccuracyandtheoutputpower．Finally，boththesimulationandtherealgenerationresultsverifythatthealgorithmisfeasibleandefficient，andimprovestheenergyefficiencyeffectively．KEYWOR

6、DS：Smallwindpowergeneration；Maximumpowerpointtracking；Sectionaladaptivecontrol；Poweradjus-ting；Systemmodeling1引言近几年，作为丰富、清洁的可再生能源，风力发电是世界上增长最快的新能源。装机容量每年增长超过30％，我国则保持每年50％的增长速度。其中，小型风力发电系统对解决广大牧区牧民、船上渔民的生活及生产用电起着重要的作用。然而小型风力系统区别于大型风力发电系统，有它不可忽视的问题，如平均风速低、风速波动频繁、风能转化效率低等。另外，国内外相关文献基于小型风力发电系统

7、的控制研究与仿真实验做得很少。为此，本文通过对小型风力发电系统的建模、仿真和实验，进行了一些研究。收稿日期：2010—04—21·-——328·———目前，许多大型风力发电系统都采用了风速传感器来保证系统运行点和功率转换效率，然而在小型风力发电系统中采用风速传感器安装难度大、增加产品成本。根据小型风力发电系统的机电特性和运行环境，本文提出了针对小型风力发电系统的无风速传感器自适应分段功率调节控制策略。变速风力发电机可以更好的采集风能，根据风速变化，系统通过调整输出功率来实现最大功率点跟踪(Maximum