基于风力发电的最大功率点跟踪控制的方法

摘要

本发明针对爬山法在最大功率点（maximumpowerpoint，MPP）处存在的转速振荡和风速变化导致搜索方向误判的问题，提出了一种具有扰动停止机制的改进爬山算法。该算法不仅继承了变步长爬山法快速搜索至MPP附近的优点，还具有最大功率点（MPP）检测和停止机制。在风机跟踪至MPP附近时，该机制不仅可以有效降低转速振荡对风机系统机械部件的磨损，更克服了算法停止机制生效后风速再次变化时对搜索方向判断的干扰，从而进一步提高了风能捕获效率。本发明的仿真结果验证了该算法的有效性和优越性。

主权项

1.一种基于风力发电的最大功率点跟踪控制的方法，其采用改进爬山算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对基于改进爬山算法的风力发电最大功率点跟踪控制进行初始化，初始化的内容包括测量风力机的初始转速、测量风力发电系统对应的初始输出功率、设定初始转速扰动步长和第一次扰动目标转速；步骤2、进行第k次转速扰动，即控制转速至扰动目标转速，结束时测量得到系统输出功率，检查转速扰动步长是否等于零，若不等于零，执行步骤3；否则，执行步骤5；步骤3、计算功率--转速曲线的斜率，检查是否满足，若不满足，执行步骤4；否则，执行步骤6；其中是一个很小的正数，的大小决定搜索算法终止的时间和系统稳定工作点与最大功率点的差距；步骤4、对转速扰动步长调整系数进行设定，即设定，计算k+1步的转速扰动步长，之后执行步骤8，所用公式为：；步骤5、检查输出功率变化量是否大于β，若不大于，执行步骤6；否则，执行步骤7，其中β为正阀值，其可屏蔽风速微弱波动对搜索重启判断的影响；步骤6、设置扰动步长调整系数，并计算k+1步的转速扰动步长，之后执行步骤8，所用公式为：；步骤7、计算k+1步的转速扰动步长：其中为重启步长幅值，之后执行步骤8；步骤8、计算k+1步的扰动目标转速，所用公式为：其中，和分别为第k次采样的转速和第k+1次的转速扰动步长，之后令k=k+1并返回步骤2。