双馈型风力发电系统mppt控制方法研究

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1、第46卷第1期电力电子技术Vo1．46，No．12012年1月PowerElectronicsJanuary2012双馈型风力发电系统MPPT控制方法研究朱先玲，吴雷(江南大学，江苏无锡214122)摘要：为了最大限度地利用风能，针对双馈变速恒频风力发电系统，分析了风力机特性及最大风能捕获原理。在基于电网电压定向的矢量控制的基础上，提出了一种新的无需检测风即可实现最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法。该控制方法以发电系统输出功率最大为目标，能够实时追踪最大功率点(MPP)且不依赖风力机最佳功率特性曲线，实现了发电机输出有功和无功功率的

2、解耦控制，并构建了风力发电模拟平台进行实验验证，结果证明了该控制方法的正确性与有效性。关键词：风力发电；双馈电机；电网电压定向中圈分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)01-0001—03ResearchonMPPTControlMethodforDoubly．fedWindPowerGenerationSystemsZHUXian—ling．WULei(口，n帆Unwemity，Wuxi214122，China)Abstract：Inordertomaximizelyunitlizewindpowe

3、r，thewindmachinecharacteristicsandmaximumwindpowercapturedprincipleareanalyzed．Basedonvectorcontroltechniqueofgridvoltageorientationindoubly-fedvariablespeedconstant~equencywindpowersystem，anewmaximumpowerpointtracking(MPPT)controlstrategywithoutmea—suringwindspeedispro

4、posed．Withtheobjectiveofmaximizingthepoweroutputofgeneration，thecontrolisinde·pendentofoptimalturbinepowercurveandachievethedecouplingregulationoftheactiveandreactivepower．Theexperimentisdoneintheconstructedwindpowersimulationplatform，andtheexperimentalresul~provetheefe

5、c—tiveandpracticalofthecontrolmethod．Keywords：windpowergeneration；double-fedmotor；gridvohageorientation1引言略。最后在自主研制的风力发电模拟平台上进行实验，验证了所提控制策略的可行性。随着世界各国对能源需求的急剧膨胀．风力发电发展迅速，成为增长最快的绿色能源。如何提2风力机特性分析高风能利用效率，实现最大风能捕获以增加发电风力机是将风能转化为机械能的装置。根据量的控制方式是当今研究热点。目前，变速恒频风空气动力学特性，风力机的机械输

6、出功率为[3]：力发电技术已经逐步取代了恒速恒频技术。其中J尸0．5oSCp(A，)，A=Rto／v(1)双馈变速恒频风力发电系统是当前风力发电的主式中：A为叶尖速比；P为空气密度：S为风力机叶片迎风流【卜，能够最大限度地捕获风能；允许原动机在扫掠面积；为进入风力机扫掠面以前的风速；R为风轮半一定范围内变速运行，减少了变速时的机械应力径；O9为风机转速；cD(A，卢)为风能利用系数，反映了风轮和磨损，提高了机组运行效率；变换器容量仅为系机利用风能效率，是A和桨叶节距角JB的函数。统容量的一部分，降低了成本。风力机的特性曲线如图1所示。

7、在此分析了风力机特性，研究了最大风能捕获控制原理。针对双馈发电系统，采用电网电压定向的矢量变换控制技术，实现了发电机有功、无功的解耦控制，并提出了一种新型最大风能追踪策定稿日期：2011—08—30作者简介：朱先玲(1986-)，女，江苏建湖人，硕士，研究方向为电力电子与电力传动。图1风力机的特性曲线第46卷第1期电力电子技术Vo1．46，No．12012年1月PowerElectronicsJanuary2012由图1a可知，当和一定时，存在一个最Q。。将式(6)代入式(3)，式(4)，可得转子励磁电优叶尖速比A，使得Gp最大，这时

8、风力机的能量压方程为：转换效率最高。如图1b所示，在不同下，都对应jrd=(Rrp)i~e-ms)=，+△f81不同的最佳转速使风机的输出功率最大。定义齿轮箱变比为Ⅳ，双馈电机转速m与风力机角速度【w=(R+SLrp)w