永磁同步风力发电机风能追踪控制仿真研究

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1、第32卷第06期计算机仿真2015年06月文章编号：1006—9348(2015)06—0116一04永磁同步风力发电机风能追踪控制仿真研究程若发，陈立虎，马银平，于新红(南昌航空大学信息工程学院，江西南昌330063)摘要：在风力发电系统的风能追踪控制优化，提高发电效率的研究中，由于能量转化的非线性，导致风能最大功率点无法实时准确跟踪。传统功率追踪采用叶尖速度比法和爬山法，能满足一些风况下的运行，但也存在着控制精度低以及变风速下系统参数调整导致风能利用系数的不稳定。为解决上述问题，引入内带负载的永磁同步发电机数学模型，设计了PID与反馈线性化复合控制器。复合控制器的PID参数采用粒子

2、群寻优算法确定，能够有效跟踪电机转速从而达到对风能利用效率控制的精确性。仿真结果表明，复合控制器的控制策略对最大风能追踪具有有效性和实时性，且在变风速下风能利用系数仍然维持在较高值，为同步发电机风能优化控制设计提供参考。关键词：永磁同步发电机；反馈线性化；最大风能追踪；粒子群算法；风能利用率中图分类号：TM743文献标识码：BSimulationofWindEnergyTrackingControlforPermanentMagnetSynchronousWindTurbineGeneratorCHENGRuo—fa，CHENLi—hu，MAYin—ping，YUXin—hong(Sc

3、hoolofInformationEngineering。NanchangHangkongUniversity，NanchangJiangxi330063，China)ABSTRACT：Inthewindenergytrackingcontroloptimizationofwindpowergenerationsystems，themaximumpowerpointofwindcannotbeaccuratelytrackedinrealtimebecauseofthenonlinearityofenergyconversion．Traditionalpowerpointtrackin

4、gmethods，whichusethetipspeedratioandhillclimbingsearchmethods，resultinlowcontrolaccuracyevenleadtowindenergyutilizationcoefficientinstabilityintheparametersadjustingundervariablewindspeedenvironments．Tosolvethequestions，weadoptamathematicalmodelofpermanentmagnetsynchronousgener-atorwithaloadandd

5、esignacomplexeontroHerofPIDwithfeedbacklinearization．ThePIDparametersofcomplexcontrolleraredeterminedbyparticleswarmoptimizationalgorithm．Thusthecontrollercantrackthemotorspeedef-feetivelyandachieveahi【ghaccuracyofthewindenergyutilizationefficiencycontr01．Simulationresultsshowthatthemaximumpower

6、pointtrackinghaseffectivenessandtimelinessunderthecontrolstrategyofthecomplexcontroller，andthewindenergyutilizationcoefficientremainsatahighervalueinvaryingwindspeed．KEYWORDS：Permanentmagnetsynchronousgenerator；Feedbacklinearization；Maximumwindpowertracking；Par-ticleswarmalgorithm；Windenergyutil

7、izationefficiency1引言随着全球不可再生能源危机的到来，新能源的发展受到了各国的日益重视。风能是一种清洁能源，它的发展有助于解决当前的能源紧缺问题。现代风力发电技术虽已日趋成熟，但也受到如何提高风能的利用效率，如何提升发电机的基金项目：国家自然科学基金(51167013)；江西省自然科学基金(20122BAB201019)；江西省科技支撑计划(20142BBE50002)收稿日期：2014—08—18修回日期：2014—09—1