风力发电机组最大功率追踪

根据最大功率追踪点的基本原理及常用风力发电控制系统的特点,提出了基于占空比扰动的改进三点比较法。风力发电系统实际上应用最大功率追踪技术搭配数字信号处理器(TMS320C6711)调整DC/DC斩波器转换器的占空比,使风力发电机系统运转在最大功率输出。以1.5 kW风力发电机组为验证对象,基于TMS320C6711硬件平台对电流型扰动观察法与笔者所提出的三点比较法进行试验验证。结果表明:采用改进三点比较法的风力发电系统能够有效追踪最大功率点。同时,在风速发生变化时,能快速找到最大功率点。     

结合叶尖速比法与三点比较法的风力发电机最大功率点跟踪控制策略研究

为进一步提高风力发电机最大功率点追踪的稳定性与精确性,提出将最佳叶尖速比法与三点比较法相结合的改进算法对风机的最大功率点进行跟踪。当风速波动较大时,采用叶尖速比法对最大功率点进行快速跟踪;在接近最大功率附近切换到三点比较法,实现稳定精确地最大功率点跟踪。以双馈风力发电机为例,在Matlab中建立风力发电机仿真模型,在风速随机变化的条件下,分别应用叶尖速比法、三点比较法以及两种方法结合的改进算法进行仿真。仿真结果表明,无论是从精确性还是稳定性上来说,所提改进算法都具有明显的优势。     

基于模糊控制的开关磁阻风力发电系统最大功率点跟踪控制

研究了基于风速跟踪的开关磁阻风力发电系统最大功率点跟踪二维模糊控制算法,确定了模糊变量的隶属度分布和相应的模糊控制规则,采用MATLAB/Simulink中的PowerSystems建立了开关磁阻风力发电系统最大功率点跟踪模糊控制系统的仿真模型,对风速阶跃变化、负载变化等工况下的开关磁阻风力机组运行情况进行了仿真,仿真结果表明所设计的开关磁阻风力发电机模糊控制器具有良好的鲁棒性,能使开关磁阻风力发电系统以优良的动静态性能实现最大功率点跟踪。     

基于同步扰动随机逼近算法的最大风能追踪控制

为使风力发电系统在变动风速下不受外界干扰,易使风力机保持在最大功率点运行,文中提出采用同步扰动随机逼近(SPSA)算法进行风力发电系统最大功率追踪。SPSA算法通过调节电源转换器的工作周期,间接控制风力发电机转速,使风力发电系统在任何风速下皆可运行在最大功率点,并避免实际运行时使用风力计和转速计。仿真结果表明,无论风速如何变化,SPSA算法能有效提高风力发电系统输出功率,并使叶尖速比和效能指数维持在最佳值附近。     

双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制策略

双馈风力发电系统最大功率点跟踪通常基于实验测定的最佳风速.功率-转速曲线,但在长期运行中系统参数的变化会使实际最大功率点偏离原曲线,影响最大功率跟踪效果.在分析风力机特性、双馈风力发电机数学模型及功率关系的基础上,提出了一种以向电网输出电能最大为目标、不依赖最佳风速-功率-转速曲线的最大功率点跟踪策略,实现了定子输出有功,无功解耦控制.仿真和实验证明,基于该方法,双馈风力发电系统在风速变化过程中能自动寻找并跟随最大功率点,且控制相对简单,运行可靠,有较高的实用价值.     

基于模糊PID的风力发电功率控制研究

按照风力发电功率控制的目的,分析了风力发电机的特性,根据最大功率点跟踪原理与控制方法,结合常规PID控制和模糊控制各自的特点,提出了一种基于模糊PID的控制系统。该系统能迅速对外界的风速变化进行感知,调整转速,使得输出功率快速跟踪风速变化,从而实现最大功率点的跟踪控制。MatlabSimulink仿真结果表明其响应、调节和稳定性均比无控制和传统的PID控制优越,控制效果比较理想。在风速发生瞬变的情况下,也能快速地控制到最大功率点。     

基于Boost变换器的D-PMSG风力发电系统MPPT控制

为了提高直驱永磁风力发电系统的最大功率点跟踪控制性能，通过对Boost占空比变化与风力机输出特性的关系分析，提出一种基于模糊梯度步长爬山搜索法，将风力机输出转速变化量和风力机输出功率变化量作为模糊控制器的输入量，Boost变换器的占空比作为模糊控制器的输出量，实现风力机最大功率点跟踪控制。建立了系统仿真模型并进行仿真验证，结果表明，模糊梯度步长爬山搜索法能实现直驱永磁风力发电系统的最大功率点跟踪控制，控制效果优于传统变步长爬山搜索算法。     

基于最优占空比的风力发电机MPPT方法研究

针对目前已有的最大功率跟踪(MPPT)控制方法的不足,为提高风力发电的最大风能利用效率,根据风力发电机和boost变换器的输出特性,在变风速条件下,通过给定最佳机械转矩,直接计算最优占空比,控制风机电磁转矩,实现最大功率追踪控制.针对GP-300和FD-5型直驱式永磁风力发电机,进行功率跟踪控制仿真实验,实验结果表明所提出方法的有效性和可靠性,并具有良好的工程应用前景.     

改进型变步长最大功率跟踪算法在风力发电系统中的应用

为了改善永磁直驱式风力发电系统最大功率跟踪算法的稳态跟踪准确度和动态跟踪速度,提出了一种改进型变步长爬山搜索寻优算法;它结合同步电机矢量控制技术,在同步旋转坐标系下,通过解耦控制电机交轴电流分量,达到对风力机转速的控制。变步长最大功率跟踪算法思路是:基于两点斜率比较,判断发电系统接近最大功率点,通过指数衰减步长抑制发电系统在最大功率点附近振荡;不依赖风速传感器,通过每个寻优周期动态设置风速突变检测阈值,准确辨识风速变化,并重新初始化步长提高对风速变化的快速跟踪性能。通过搭建风力发电系统的Matlab/Simulink仿真模型和硬件实验平台,验证了该算法的有效性,展示了其良好的工程应用价值。     

开关磁阻风力发电系统最大功率追踪策略研究

以获得最大风能为目的,将开关磁阻发电机应用于风力发电系统的最大功率追踪策略研究中.设计了一个6相12/10开关磁阻电机的风力发电机系统模型,该模型在开关磁阻电机与整流器中间加入了恒阻抗控制电路.详细阐述了该风力发电系统如何实现最大功率追踪算法.恒阻抗控制电路使最大功率算法更简便.该算法具有不再需要测风速的优点.通过实验证明,该系统能实现风能的最大利用.     

一种开关磁阻风力发电机最大风能跟踪方法

对开关磁阻风力发电机的运行原理和风轮机的功率输出特性进行了介绍,提出了一种不依赖风轮机运行参数即可实现最大风能自动跟踪的变步长控制方法.使用Matlab/Simulink构建了整个系统的模型,进行了仿真,使用直流电动机模拟风力机对提出的最大风能跟踪控制方法进行了测试,系统仿真和试验结果证明该方法是可行的.     

双级矩阵变换器直驱风力发电系统最大风能追踪

提出了一种双级矩阵变换器(two stage matrixconverter,TSMC)直驱风力发电系统最大风能追踪控制策略。基于爬山法,通过引入中间变量实现对系统捕获风能状态进行判断,在此基础上,提出基于集成控制的最大风能追踪(maximum power point tracking,MPPT)算法。在Matlab中建立了TSMC风电系统仿真模型。仿真结果表明:新的MPPT算法通过对风力发电系统逆变级无功功率分阶段性的控制,不仅具有较好的准确性和稳定性,而且加快了系统捕获最大风能的速度。     

基于Z源逆变器的PMSG风电系统控制策略研究

提出一种基于Z源逆变器的新型永磁同步机风力发电系统结构。对Z源逆变器的基本工作原理作了理论分析,结合传统电压型整流器方程推导出其数学模型,并根据其模型设计了控制系统。结合风力机特性、整流器特性及Z源逆变器的工作特性给出了一种最大功率点跟踪方法。最后给出的实验结果证明了该系统的可行性及有效性。     

永磁直驱风电系统中最大功率点跟踪控制优化的仿真研究

分析了风力机特性、永磁直驱电机模型、变换器控制策略及各种功率跟踪控制算法优缺点,并提出一种基于爬山搜索法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的优化。在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁直驱风力发电系统模型,仿真分析了控制方法对最大功率点的跟踪效果,结果表明当风机起动及风速变化时MPPT控制方法能够使系统快速稳定在新的工作点,捕获得最大功率。由此验证了改进优化后的控制方法及所搭建模型的准确性与有效性。     

双馈风电机组MPPT动态功率特性分析

为研究双馈风电机组DFIG最大功率跟踪MPPT动态特性,在Matlab/Simulink仿真平台上建立了功率信号反馈算法的风机MPPT控制模型。以矩形风速为例,理论推导了MPPT静态工作点的过度时间和风机输出能量的计算公式,通过仿真和理论分析了不同转子惯性对风电机组动态功率、转速、叶尖速比、风能利用效率的影响,结合转子动能阐述了双馈风电机组MPPT动态功率特性,指出风机惯性时间常数越大风能利用系数越低。最后比较了几种不同风速下的风机MPPT动态特性,结果表明,随机风的风机转速跟踪能力最差,阵风和渐进风的风机转速跟踪效果较好。     

基于FPGA的太阳能MPPT算法实现的研究

最大功率点跟踪(MPPT)算法是太阳能发电系统常用的控制算法,大多数系统利用微控制单元(MCU)实现.在此利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了一种低成本的太阳能MPPT的电路,探讨了系统硬件的组成、各功能部分接口实现的方法.用Verilog语言实现了ADC控制器、乘法器、MPPT算法及PWM波波形发生器.并通过Modelsim平台对设计电路进行了仿真,最后在CycloneⅡ系列EP2C8Q208C8芯片上实现下载.实验结果表明电路工作正常,达到了设计要求,为太阳能发电系统的系统级芯片(SoC)控制打下了基础.     

小型永磁风力发电系统的PSCAD/EMTDC仿真研究

针对实验室的小型永磁风力发电系统,在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建了相应的仿真平台,并在此平台上进行了改进最大功率点跟踪(MPPT)算法的仿真分析。仿真结果证明改进爬山搜索MPPT算法搜索速度明显加快,当风速突然改变,系统功率改变速度很快时,也能快速回到功率最大点。     

基于功率预测的变速变桨距风电系统的优化控制

为了增强风电场主动融入大电网的能力,基于风速和功率的超短期提前一步预测,以最大风能捕获和输出功率平滑为优化目标,以发电机转速和桨矩角为控制变量,为了有效地减少桨矩角系统和机械系统的压力,制定了最小化控制标准,建立了相应的多目标优化模型。运用遗传算法求解出模型的优化解,将该优化解作用于风力发电机组来优化系统的性能。通过对1.5 MW的变速恒频风力发电系统进行仿真研究表明,与传统的最大功率追踪控制相比较,所提出的控制策略提高了发电机输出功率,同时抑制了输出功率的低频波动。     

双馈型风力发电系统MPPT控制方法研究

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。     

混合动力系统电能质量扰动分析及治理

基于并联有源滤波器(shunt active power filter,SAPF)和动态电压调节器(dynamic voltage restorer,DVR),首先,搭建了包含光伏和风机的混合动力系统,用以模拟分布式电源接入配电网中产生的电能质量(power quality,PQ)扰动。其次,利用模糊逻辑、神经网络和自适应神经模糊推理系统控制算法对SAPF的动态性能进行优化,对电能质量扰动进行治理,使用人工智能技术进行管理,使光伏和风能系统均实现最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)。最后,在搭建的仿真系统中进行验证,线性负载和非线性负载输出侧谐波畸变率分别降至0.20%和2.05%,满足配电系统对于电能质量的要求。