摘要：文章提出了一種用于永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的改進(jìn)的****功率追蹤算法（mppt），研究了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和dc - dc環(huán)節(jié)上功率開關(guān)器件占空比之間的關(guān)系，結(jié)合發(fā)電機(jī)輸出功率的符號函數(shù)，實現(xiàn)了通過占空比調(diào)節(jié)以達(dá)到****功率跟蹤的目的。并對此算法進(jìn)行了數(shù)學(xué)求證，同時通過matlab/simulink建模與仿真分析，驗證了此改進(jìn)算法能夠顯著提高系統(tǒng)****功率跟蹤的快速性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：永磁直驅(qū)風(fēng)力機(jī)；****功率跟蹤；占空比

中圖分類號：tm315：tp391.9    文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a    文章編號：1001-6848(2010)04-0049-03

    隨著全球常規(guī)能源的逐步衰竭，節(jié)能和可再生能源的利用成為了熱門課題。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于邊遠(yuǎn)地區(qū)供電系統(tǒng)以及并網(wǎng)系統(tǒng)中。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過采用高效率的功率轉(zhuǎn)換器件，以及根據(jù)當(dāng)前的大氣條件，控制風(fēng)機(jī)對****風(fēng)能的獲取，從而使得整體系統(tǒng)的造價大幅度的降低。

  傳統(tǒng)的控制方法都是基于風(fēng)力機(jī)的****特性曲線或者通過測量出的風(fēng)速計算出期望的對應(yīng)于****功率的****轉(zhuǎn)速，并與實際的轉(zhuǎn)速比較，將偏差用于功率控制。然而，實際中無法提供高精度的****功率曲線，并且隨著風(fēng)機(jī)使用時間的增長，****功率曲線也會發(fā)生改變。另外，測量風(fēng)速需要一個精確的風(fēng)速計，這樣一方面增加了系統(tǒng)成本，另一方面，由于風(fēng)尤其是陣風(fēng)的能量很難準(zhǔn)確描述，于是就霰要對風(fēng)速進(jìn)行精確測量，從而準(zhǔn)確反映風(fēng)的能量，為控制系統(tǒng)提供可靠的信息，這樣又增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性[1]。

  本文為風(fēng)力機(jī)****功率點跟蹤( mppr)控制提供一種有效地解決方法，****功率點跟蹤過程為，通過測量風(fēng)力機(jī)輸出電壓和電流計算出風(fēng)力機(jī)輸出功率，并且通過比較連續(xù)采樣時間上的功率變化來直接調(diào)整dc - dc變換器的占空比，從而對風(fēng)力機(jī)輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)跟蹤風(fēng)力機(jī)的****輸出功率。因此，本文所采用的方法，既不需要知道風(fēng)力機(jī)的功率一轉(zhuǎn)速曲線，或者功率一風(fēng)速曲線，也不需要對風(fēng)速進(jìn)行測量，是一種高效實用低成本的方法。

  風(fēng)力機(jī)從風(fēng)中捕獲的機(jī)械能可用下式表示：

              

    定義如下：

                       

    式中，m為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速( rad/s)。

    考慮發(fā)電機(jī)效率w。，則由風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生的總的功率為：

                        

    風(fēng)力機(jī)在變風(fēng)速下的功率曲線如圖1所示。它表明，對每一個風(fēng)速，風(fēng)力機(jī)輸出功率曲線上都存在著一個****功率點，對風(fēng)力機(jī)負(fù)載的控制，能導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)輸出功率從一條曲線變到另一條曲線，但當(dāng)風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在一個****轉(zhuǎn)速時，葉尖速比的值恒為一常數(shù)。

                     

 

    考慮風(fēng)電系統(tǒng)實際運行情況，風(fēng)速隨著時間的變化較快，但風(fēng)力機(jī)存在慣性，使得風(fēng)力機(jī)輸出功率變化緩慢。因此，風(fēng)力機(jī)****功率點跟蹤控制可以通過調(diào)整