永磁直驱风力发电系统最大风能追踪策略研究

永磁直驱风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点而成为继双馈感应风电机组之后的又一重要机型而受到广泛关注,并逐渐开始投入使用,掌握其运行特性并提高风电机组的风能捕获效率是风电领域的重要研究课题。 首先,对永磁直驱风力发电系统进行了建模,针对实验室已有的小型永磁风力发电系统,重点研究基于爬山搜索法的最大风能追踪控制策略,并基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了相应的仿真平台,通过仿真验证了所构建控制算法的有效性。 其次,采用虚拟仪器技术完成了实验室小型永磁同步风力发电运行监测系统的研发,实现了对风速、电压、电流、频率、功率等监测量的实时测量、显示、保存等功能,利用实测运行数据对所构建的仿真系统的有效性进行了校验。通过仿真参数的修正得到的仿真波形与实测波形已十分相近,进而验证了仿真平台的正确性并进一步说明了所构建最大风能跟踪控制算法的有效性。 最后,研究了大型永磁风力发电系统的最大风能追踪运行控制策略,并在PSCAD/EMTDC平台上搭建了相应的运行仿真系统,并进行了相应的仿真分析,仿真结果显示,采用最佳叶尖速的最大风能追踪策略风能追踪效果显著。