一种开关磁阻风力发电系统追踪最大功率控制方法

摘要

一种开关磁阻风力发电系统追踪最大功率控制方法，根据风力机在不同风速下的转速‑输出功率特性曲线，将其运行区域分为恒功率控制区和最大功率追踪区。在恒功率控制区采用风速跟踪控制方法，控制系统根据测风装置观测风速，然后按照其内部存储的不同风速下风力机转速‑功率曲线输出当前风速下的功率给定，最后通过功率闭环控制以快速地追踪到接近最大功率点的速度。在功率闭环控制达到稳定后系统进入到最大功率追踪区。在此区域内系统采用变步长爬山搜索来追踪最大功率，以实现最大功率追踪的快速性与准确性，同时引入一种停止措施和误差控制机制，增强系统的稳定性。该最大功率追踪控制方法综合了风速跟踪控制和爬山搜索的优点，使系统的稳定性、准确性和快速性得到提高，具有良好的工程应用价值。

主权项

一种开关磁阻风力发电系统追踪最大功率控制方法，其特征在于：根据风力机在不同风速下的转速‑发电功率特性曲线，将其运行区域分为恒功率控制区和最大功率追踪区；在恒功率控制区采用风速跟踪控制方法，控制系统根据测风装置观测风速，按照其内部存储的不同风速下风力机转速‑功率曲线输出当前风速下的功率给定值，然后此功率给定值与系统实际发电功率的差值经过PI调节器后得到的相电流限值与相电流比较产生控制信号，通过控制功率变换器主开关器件的开通与关断来调节发电功率，最终使系统输出给定功率；在功率闭环控制达到稳定后系统进入到最大功率追踪区，在此区域内系统采用变步长爬山搜索法来追踪最大功率，控制系统根据相邻时刻下系统稳态时发电功率的变化量及变化方向给出转速扰动量及扰动方向，然后在实际转速的基础上叠加转速扰动输出转速给定，通过转速闭环来调节开关磁阻发电机的转速使发电功率增加，如此重复，系统最终稳定运行在最大功率点上。