扰动观察法在小型风机MPPT中的仿真研究.pdf

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1、第8期机械设计与制造2013年8月MachineryDesign&Manufacture165扰动观察法在小型风机MPPT中的仿真研究钱苏翔，詹彦，熊远生(1．江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000；2．嘉兴学院机电工程学院，浙江嘉兴314001)摘要：为了提高风力机发电系统的发电效率，通过调节PWM波占空比来实时改变Boost变换器升压电路的输出电压，采用扰动观察法的MPPrr(MaximumPowerPointTracking)控制方法，实现对风力发电系统最大功率点的跟踪。调节永磁同步电机负载，通过改变永磁同步电机电磁转矩来调节风力机的转速，并在PSIM软件中

2、对风力机输出功率进行仿真，得出实时最大功率曲线图。仿真结果表明，该方法较好的保证了风力发电系统能够快速、稳定和精确的跟踪到最大功率点，提高了风力机发电效率。关键词：MPPT；扰动观察法；风力发电中图分类号：TH16；TK83文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)08—0165—04SimulationStudyofPerturbationandObservationMethodOfMPPTinSmalIWindTurbineQIANSu—xiang，ZHANYan，XIONGYuan-Sheng(1．SchoolofMechanicalandElectri

3、calEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，JiangxiGanzhou341000，China；2．MechanicalEngineeringCollege，JiaxingUniversity，ZhejiangJiaxing314001，China)Abstract：Inordertoimprovethewindturbinegeneratorefficiencyofpowergenerationsystem，itchangestheoutputvoltageofBoostconvenerinreal-t

4、imebyadjustingthePWMdutycycle，andusestheMPPT(magdimumpowerpointtracking)controlstrategyofperturbationandobservationmethodtoachievetrackingofmaximumpowerpointofthewindpowergenerationsystem．ChangingtheloadofPMSM(permanentmagnetsynchronousmotor)，andchangingtheelectromagnetictorqueofPMSMtoadj

5、ustthespeedofthewindturbine．Anditll$esthePSIMSoftwaretosimulatetheoutputpowerofwindpowergeneration．Anditfindsoutthereal—timemoximumpowercurveofthesystem．ThesimulateresultsindicatethatthemethodVanel~urewindpowersystemtorealizeMPPTfastly，steadilyandaccurately，andimprovethewindpowergeneratio

6、nefficiency．KeyWords：MPPT：PerturbaflonandObservationMethod；WindPowerGeneration发电机，风力机有水平轴与垂直轴两种形式，以小型水平轴风力1引言机作为研究对象。水平轴风机示意图，如图1所示。发电机转子直我国在风能的探究和利用过程当中，科研人员提出了许多接连接风机转轴，不经过任何变速器，通常称为直驱型风力发电改善风能利用率的新方法。在控制策略上，原有的定浆距慢慢向变浆距发展，但是这并不意味着定桨距将渐渐退出风力发电领机月，对于风机未经齿轮箱的直驱式发电机的机械系统，其满足：域；相反，定桨距却一直在不断

7、优化。由于变桨距意味着风机自身』4=订(1)结构和控制过程将具有复杂性，这不可避免的产生了成本的大大T．~=l提升。对于一些小型风力机而言，保证低成本才意味着其具有应-CrP'rrR(2)用价值。因此，如何在不降低效率的情况下，实现低成本达到最大A：丛(3)的经济效益成为当前研究小型风机的关键技术内容fl1，这就给定桨距发展提供了空间。主要研究当风速在额定风速范围内风机达式中：P()一风机功率；A(m)一风机扫风面积；(m／s)一风速到最大输出功率的跟踪控制方法。通过PSIM软件建立起的仿真(kg／m)一空气密度；C卜风机的功