永磁直驱风电系统改进mppt控制方法的研究
刘智涯，曲延滨，林文品
（哈尔滨工业大学（威海）信息科学与工程学院，威海264209）
摘要：文章提出了一种用于永磁直驱风力发电系统的改进的****功率追踪算法（mppt），研究了发电机转速和dc - dc环节上功率开关器件占空比之间的关系，结合发电机输出功率的符号函数，实现了通过占空比调节以达到****功率跟踪的目的。并对此算法进行了数学求证，同时通过matlab/simulink建模与仿真分析，验证了此改进算法能够显著提高系统****功率跟踪的快速性和稳定性。
关键词：永磁直驱风力机；****功率跟踪；占空比
中图分类号：tm315：tp391.9 文献标志码：a 文章编号：1001-6848(2010)04-0049-03
0引言
随着全球常规能源的逐步衰竭，节能和可再生能源的利用成为了热门课题。风力发电系统已经广泛地应用于边远地区供电系统以及并网系统中。风力发电系统通过采用高效率的功率转换器件，以及根据当前的大气条件，控制风机对****风能的获取，从而使得整体系统的造价大幅度的降低。
传统的控制方法都是基于风力机的****特性曲线或者通过测量出的风速计算出期望的对应于****功率的****转速，并与实际的转速比较，将偏差用于功率控制。然而，实际中无法提供高精度的****功率曲线，并且随着风机使用时间的增长，****功率曲线也会发生改变。另外，测量风速需要一个精确的风速计，这样一方面增加了系统成本，另一方面，由于风尤其是阵风的能量很难准确描述，于是就霰要对风速进行精确测量，从而准确反映风的能量，为控制系统提供可靠的信息，这样又增加了控制系统的复杂性[1]。
本文为风力机****功率点跟踪( mppr)控制提供一种有效地解决方法，****功率点跟踪过程为，通过测量风力机输出电压和电流计算出风力机输出功率，并且通过比较连续采样时间上的功率变化来直接调整dc - dc变换器的占空比，从而对风力机输出功率进行调节以实现跟踪风力机的****输出功率。因此，本文所采用的方法，既不需要知道风力机的功率一转速曲线，或者功率一风速曲线，也不需要对风速进行测量，是一种高效实用低成本的方法。
1风力机特性分析
风力机从风中捕获的机械能可用下式表示：
定义如下：
式中，m为风机转子转速( rad/s)。
考虑发电机效率w。，则由风力机产生的总的功率为：
风力机在变风速下的功率曲线如图1所示。它表明，对每一个风速，风力机输出功率曲线上都存在着一个****功率点，对风力机负载的控制，能导致风力机输出功率从一条曲线变到另一条曲线，但当风力机的转速保持在一个****转速时，叶尖速比的值恒为一常数。
2改进的mppi算法
考虑风电系统实际运行情况，风速随着时间的变化较快，但风力机存在惯性，使得风力机输出功率变化缓慢。因此，风力机****功率点跟踪控制可以通过调整 |
