双馈风力发电系统M控制.docx

双馈风力发电系统MPPT控制赵梅花1，2，范敏1，陈军3，钟沁宏2（1.洛阳理工学院机电工程系，河南洛阳471023； 2.上海大学机电工程与自动化学院，上海200072；3.中钢集团耐火材料有限公司，河南洛阳471039）摘要：最大风能跟踪是风力发电系统重要的控制目标。在一定转速下存在一个最佳转速使风机捕获最大风能。将最佳叶尖速比和功率反馈法相结合，提出基于最佳功率—转速曲线的双馈风力发电系统MPPT控制策略，采用一种简单有效的方法获取定子给定最佳功率—转速曲线。然后采用功率闭环实现风机的MPPT控 制。该方案避免了复杂的给定功率计算且结构简单易于实现。仿真和实验结果表明：系统具有良好的最大风 能跟踪性能和稳定性，验证了方案的可行性和正确性。关键词：双馈发电机；最佳叶尖速比；最佳转速；最大风能跟踪中图分类号：TM315文献标识码：AMaximumPowerPoint Tracking Control for Double?fedInductionGenerationSystemZHAOMei?hua1，2，FANMin1，CHENJun3，ZHONGQin?hong2（1. DepartmentofMechanical and ElectricalEngineering，LuoyangInstituteofScience and Technology， Luoyang471023，Henan，China；2. SchoolofMechatronicsEngineeringand Automation，ShanghaiUniversity， Shanghai200072，China；3. SinosteelRefractoryCo.，Ltd.，Luoyang471039，Henan，China）Abstract: Maximumpowerpointtracking（MPPT）performanceisanimportantcontroltargetforwindenergy conversionsystem.Thereisanoptimalgeneratorspeedallowsthesystemtocapturemaximumwindenergyatacertainwindvelocity.Combiningoptimaltipspeedratioandpowerfeedbackmethod，theMPPTcontrolstrategyfordoubly?fed generationsystemwasproposed，whichbasedonoptimalpower?speedcurve.Asimpleandeffectivemethodisgiventoobtainthestatoroptimalpower?speedcurve.ThenMPPTcontrolisachievedbyusingactivepowerloop.Inthisscheme，complexcalculationofgivenactivepowerisavoidedandiseasytoachieve.SimulationandexperimentalresultsshowthatthedesignedsystemhasgoodMPPTperformanceandthecontrolstrategyisfeasibleandcorrect.Keywords:doubly?fedinductiongenerator；optimumtip?speedratio；optimumspeed；maximumpowerpointtracking1引言最大风能追踪（MPPT）是风力发电的基本问题。在一定的风速下，存在一个最佳发电机转速使得系统捕获最大风能。常用的MPPT方法有［1-2］：基于最佳叶尖速比控制、功率反馈法和爬山法。爬山法功率采样频率和爬山步长都需根据系统实际情况经反复试验选取。最佳叶尖速比控制需要测量风速，在风电现场使用较为不便。功率反馈基金项目：上海大学创新基金（SHUCX120098）法缺点是输出最佳功率—风速曲线很难获得，文献［3-4］从定子功率优化的角度，利用系统稳态功率平衡的关系来获取定子侧有功功率的最佳给定值，但由于风机和DFIG的损耗难以准确估算，风机实际工作在“次最佳状态”。本文将基于风力机最佳叶尖速比和功率反馈法相结合，提出一种基于最佳功率—转速曲线 的MPPT控制策略。首先对DFIG采用转速、电流 双闭环控制 ，并控制其工作于最佳叶尖速比作者简介：赵梅花（1966-）女，副教授，博士研究生，Email：Zhaomh2013@126.com（ω*?λoptν/R），测出一定风速范围内风机的最佳功率—转速曲线。将测得的最佳功率—转速曲