小型风电系统MPPT模糊∕PID控制仿真研究.pdf

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1、小型风电系统MPPT模糊／PID控制仿真研究夏晓敏h2P。王坤琳h2。吴必军L2(1．中国科学院广州能源研究所，广东广州510610；2．中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，广东广州510610；3．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：根据最大功率点跟踪的基本原理及常用风力发电控制系统的特点，提出了一种模糊／PID双模控制，具有在线参数调整的自适应占空比扰动法，该方法同步精度高，动态响应快。能迅速调整发电机与负载之间的功率匹配，减少最大功率点的振荡，使风力机以最佳叶尖速比运行。通过仿真实验表明，采用模糊／P

2、ID控制电路，能够快速准确的跟踪风力发电系统的最大功率点，改善最大功率点的振荡，减少能量损失，提高能量转换效率。关键词：风力发电系统；最大功率点跟踪；PID／模糊控制；仿真中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1004—3950(2010)01一0026—06SimulationresearchofMPPTbyusingfuzzy／PIDcontrolforsmallsizewindenergyconversionsystemX／AXiao-minlt2．一．WANGKu，1．射，一．ⅣUBi-junlt2(1．Gu

3、angzhouInstituteofEnergyConversion，ChineseAcademyofScience，Guangzhou510640，China；2．KeyLaboratoryofRenewableEnergyandGasHydrate，ChineseAcademyofScience，Guangzhou510640，China；3．GraduateSchoolofChineseAcademyofScience。Beijing100039，China)Abstract：Accordingtothebasicpr

4、inciplesofmaximumpowerpointtrackingandtheadvantagesanddisadvantagesofcommoncontrolsystemforwindpowerconversion，anewmethodbasedonfuzzyandPIDcontrolwhichincludesauto-marieparametertuninganddirectlyusestheDC／DCconvenerdutycycleasacontrolparameterispresented．Thismethod

5、canquicklyperceivethechangesofexternalwindspeedandadjustthepowerbetweenthegeneratorandload，reducingoutputpoweroscillationaroundMPP，andthenthewindturbinecanworkatthebesttip—speedratio．Thesire—ulationresultsshowedthat，theproposedmethodcantrackMPPexactlyandquickly，red

6、uceoutputpoweroscillationandenergyloss，andgreatlyimproveenergyconversionefficiency．Keywords：windenergyconversionsystem；MPPT(maximumpowerpointtracking)；PID／fuzzycontrol；simulation0引言在当今对可再生能源的开发利用中，风能以其无污染、可再生等突出优点而成为研究的热点。由于风速变化无常，导致风力发电机的叶尖速比发生变化，使得风力机偏离最佳工作状态，影响到

7、风力机能量转换效率。最大功率点跟踪⋯(MPPr)是在可变风速条件下提高风力机发电能量转换效率的有效方法。大多数风机在采用最大功率点跟踪方法时，都需要知道风机最大功率曲线和风速旧。31，或者通过调整风机转速达到最大功率点跟踪的目的”。。风机最大功率曲线的获得又要通过仿真与测试，不同的个体还有不同的特性曲线，风速的测量需要增加传感器口1，这又增加了系统结构的复杂度，这些都给实际操作带来许多困难¨一1。基于此，本文采用模糊／PID控制，自适应寻找最优占空比的控制电路系统的方法，大范围用模糊控制，小范围用PID控制，在不需要最大功率

8、曲线和风速的情况下对风力发电系统进行最大功率点跟踪控制。与定步长爬山法相比，实现了变步长控制，在离最大功率点较远时采用大步长加快跟收稿日期：2009—10—20资金项目：国家十一五863计划资助项目(2006AA052251)作者简介：夏晓敏(1984一)，男．福建邵武人，硕士研究生，主要