风力发电机的最大功率跟踪控制方法研究

风能是清洁的可再生能源,风电是目前公认发展最快的绿色电力。本文对大型永磁直驱风力发电机额定风速以下的最大功率跟踪控制方法进行了研究分析,具体内容如下: 首先介绍了风力发电机的组成结构和运行原理,研究了风力发电机最大功率控制的原理和方法,分析比较了采用尖速比控制、采用功率曲线控制和爬山搜索算法这三种常见的最大功率跟踪算法。 为了解决采用尖速比控制中风速信号测量不准这一问题,根据大型风力机的控制特点,提出一种通过反推验证计算得到当前真实风速的方法,从而可以实现较为准确的尖速比控制。 在实验条件不具备的情况下,为了验证最大功率跟踪控制的方法,在MATLAB/SIMULINK中搭建了包括风轮气动模型、dq坐标系下永磁发电机模型和控制系统模型在内的1.5MW永磁直驱风力发电机的模型,采用由尖速比信号控制的最大功率跟踪算法,对风力机在额定风速以下进行最大功率跟踪控制,通过仿真验证了控制效果。 针对大型风力发电机时变、非线性、大滞后的特点,在转速环控制中引入了模糊自适应PI控制器,完成了控制器设计并在MATLAB/SIMULINK中进行仿真,仿真结果表明模糊自适应PI控制器与常规PI控制器相比取得了较好的控制效果。