基于风力发电的最大功率跟踪控制研究
基于变频器容量的永磁同步风力发电机最大功率控制的研究
ｍｉ ｉ ｍ ｅ ｈ ｎ ｅ ｅ ａ ｏ ｓ ｓ ｔｏ ｈ ｘ ｍｕ ｐ ｗｅ ｏ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ （ ＰＰ ｎ ｍｕ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｗｉ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔｔ ａ ｋ ｎ Ｍ Ｔ）ｃ ｎ ｒ ｌ ｏ ｔ ｏ
张 震 。 根 忠 吴
（ 江 工 业 大 学 信 息 工 程 学 院 ， 江 杭 州 ３０ ３ ） 浙 浙 力发 电 系统 的基 本 结 构 ， 述 了风 力发 电 系统 中风 机 最 大风 能捕 获 的基 介 论 本原理， 并提 出一种 采 用 永磁 同 步 电机 作 风 力 发 电机 实 现 最 大功 率 输 出 的控 制 系统 ． 过 建 立 通 考 虑铜 耗 和 铁 耗 的 电机 损 耗模 型 ， 得 了 电机 损 耗 与 定 子 电流 之 间 的 关 系． 此 基 础 上 提 出永 获 在
和 实 用性 ．
关 键词 ： 永磁 同步 电机 ； 最优 定子 电流 矢量控 制 ； 最佳 效 率控 制 ； 耗 损
中图分 类号 ： ＴＭ９ １ ５ ２ ．
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ６４ ０ （ ０ ０ ０ —０ ９０ １ ０ —３ ３ ２ １ ） １０ ４ — ５
Ｔｈ ｔ ｄ ｎ ｍ ａ ｉ ｕ ｅ ｓｕ ｙ ｏ ｘ ｍ ｍ ｏ ｒ ｃ ｎｔ ｏ ｎ ｐｅ ｍ ａ ｎ ａ ｎ ｔ ｐ ｗｅ ｏ ｒ ｌｉ ｒ ｎｅ ｔｍ ｇ ｅ ｓ ｎｃ ｒ ｎ ｕ ｎ ｅ ｅ ａ ｏ ａ ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｒ ｃ ｐ ｃ ｔ ｙ ｈ ｏ ｏ ｓ ｗｉ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎｖ ｒ ｅ ａ ａ ｉｙ
ＺＨ ＡＮＧ Ｚｈｅ ｎ。Ｗ Ｕ ｎ ｚ ｎｇ Ｇｅ — ｈｏ
（ ｏ ｌ ｅｏ ｎｏ ｍａｉｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｚ ｅｉｎ ｉｅ ｓ ｙｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｆｒ ｔ ｎ ｉｅ ｒｎ ， ｈ ｊ ｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｈａ ｇ ｈ ｕ ３ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ｅ Ｉ ｏ ａ ｔ ｎ ｚ ｏ １ ０ ２ ｈｎ ）
基于PMSG风力发电系统的最大功率追踪控制
ｇｎｒｔ （ＭＳ ）ｖｃ ｒ ｏ ｔ ｌｍａｉｕ ｏ ｅ ｏ ｔｒｃ ｇＭＰｒ ｅｅａ ｒ ｏ Ｐ Ｇ； ｅｔ ｎｒ ； ｘ ｍ ｐｗ ｒ ｉ ａｉ （ Ｐ ｏｃ ｏ ｍ ｐｎｔ ｎ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ￣ ｔ ｉ ｄ ｓｅ ｔｔ ｎ ｄ ｓｇ ｅ ｈ ｒ ｒ ｃｐ ｅ ｆ ｒｔｅ ｗｉ ｄ ｐ ｗ ｒｓ ｓ ｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ＰＭＳ ｎ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｈ ｓ ｉｓ ｒａｉ ｅ ｉ ｄ ｔ ｅｗｏ ｋ ｐ ｎ ｉ ｌ ｈ ｎ ｏ ｅ ｙ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｏ ｎ ｉ ｏ ｅ Ｇ ａｄ
摘
要 ： 立 了 以永 磁 同 步 发 电机 （ＭＳ 为 对 象 的 变 速 恒 频 风 力 发 电 系 统 ， 导 了 ｄ ｑ坐 标 系 下 Ｐ Ｓ 的数 学 模 建 Ｐ Ｇ） 推 － ＭＧ
以及 双 Ｐ ＷＭ 电 能 变 换 器 的 控 制 策
Hale Waihona Puke 型 ， 出 了风 力 发 电 系 统 中 的 功 率 控 制 、 速 控 制 与 最 大 功 率 追 踪 （ Ｐ ） 提 转 ＭＰ Ｔ ￣
ｔ ｅ ｆ ｍｅ ｏ ｋ ｆｒｔ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ Ｐ Ｇ ｍａｈ ｍａｉ ｄ ｌ ｎ ｔ ｅ ｄ ｑ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｓ ａ ｄ ｐ ｔ ｐ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔａｅ ｈ ｒ ａ ｗ ｒ ｙ ｔ ｍ， ｎ ｕ ｅ ｈ ＭＳ ｔ ｅ ｔ ｍｏ ｅ ｉ ｈ － ｏ ｒ ｉａ ｅ ， ｎ ｕ ｈ ｏ ｔ ｒ ｔ－ ｏ ｈ ｃ ｕ ｏ ｓ ｇ ｒｔ ｅ ｗ ｏ ｅ ｓ ｓｅ ｙ ｆ ｈ ｈ ｌ ｙ ｔ ｍ，ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｖ ｃｏ ｏ ｔ ｌｏ ｈ ＭＳ ｏ ｎ ｌ ｄｎ ｅ ｔｒ ｃ ｎ ｒ ｆｔ ｅ Ｐ Ｇ，ｔ ｅ ｒ ａ ｉａｉｎ ｏ ｈ ｘ ｉ ｍ ｏ ｅ ｏ ｎ ｒ ｃｎ ｈ ｏ ｈ ｅ ｌ ｔ ｆｔ ｅ ｍａ ｍｕ ｐ ｗ ｒ ｐ ｉ ｔｔａ ｉ ｇ ｚ ｏ
基于不控整流型直驱风电系统的最大功率跟踪
可 调 。文献 ［ ］针 对 双 Ｐ ６ ＷＭ 背 靠 背式 的拓 扑结 系数就仅 由叶 尖速 比 Ａ所 决 定 。如 图 １所 示 ，可 。 构 ，采用 矢量 控制 实现 了最 大风 能 的利 用 和有 功 、 以看 出 ，一定 风 速 下 ，最 大 的 风 能利 用 系 数 Ｇ
幅值 变化 的交 流 电 ，由二 极管 整流 后经 Ｂ ｏｔ ｏｓ 电路 升 压 ，最后 再经 过 三 相 逆 变 器 变 换 为 恒 频 的交 流
电并入 电 网。
风力 机从 风 中捕 获 的机械 能为
１
．
Ｐ ￣ Ａｐ ＝ －Ｃ ｐ ｖ
Ａ＝ Ｒ ｖ ｗ ／
＝ ７ ／０ ２ｒ ６ ｎ
关 键 词 ：不 控 整 流 ；升 压 斩波 电路 ； 占空 比 ； 最 大功 率跟 踪 中 图分 类 号 ：Ｔ ６ ４ Ｍ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
无 功 的解 耦控 制 。
０ 引 言
本 文采用 不控 整流 ＋ ｏｓ 斩波 器 ＋逆 变器 这 Ｂ ｏｔ 种拓 扑结 构 ，首 先介 绍 了最 大风 能 跟 踪 的基 本 原
第 ２ 第 ２期 ７卷
电
力
科
学
与
工
程
Ｖ １２ Ｎ ． ｏ． ７． ０ ２
Ｆ ｂ．０ ｅ ． １ ２ １
２ ｌ 年 ２月 ０１
ＥｌｃｒｃＰｏ ｒＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｌｇ ｅ ｔｉ ｗｅ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒｎ
基 于 不 控 整 流 型 直 驱 风 电 系 统 的 最 大 功 率 跟 踪
龚 晴 晴 ，朱 凌 ，张 翔 宇
永磁同步风力发电机最大功率跟踪技术研究
２ 不 控整流升 降压斩 波电路分析
以Ｂ ｃ — ｏ ｓ Ｃ ｏ ｐ ｒ ｕ ｋ Ｂ ｏ ｔ ｈ ｐ ｅ 电路 为例进 行分 析 ，如
流 电压 。 与峰值 线 电压 。 。 的关 系为 ：
０ ２ ０
寺 ｇａ ÷ 三ｌｋ ｉＳ ｐｉ ｅ
机 定子相 电压 的关系 为 ：
Ｃ ｏ ｐ ｒ电路 的基 础上 ，对其进行 反 向应 用 ，推导 出永磁 同步风力 发 电机功 率和 Ｂ ｃ － ｏ ｓ ｈ ｐ ｅ ｈｐｅ ｕ ｋＢ ｏ ｔＣ ｏｐ ｒ
电路 Ｉ Ｂ （ 缘栅 双极 晶体管 ）占空 比的关系 式 。采 用爬 山搜 索法 对风 力发 电机 最大 功率 进行 搜索 ， ＧＴ 绝
９ 一
电工电气 （０ Ｎ ． ２ １ ｏ５ １ ） 其 中：Ｐ为空气密度 ，单位 为ｋ ／３ 为风机 叶 ｇｍ；Ｓ
片扫过 的面积 ，单位为 ； 为风速 ，单位 为ｍ ｓ ／ ；Ｃ
永磁 同步风力发 电机最大功率跟踪技术 研究
图２ 中 、Ｅ 、Ｅ 为发 电机 ａ 、ｃ 相 定子 感 。 、ｂ 三 应 电动势 ；以、 、 与 、Ｒ 、Ｒ 为 发 电机 定 子 电 。 抗与 电阻 ；Ｘ Ｘ＝ ｂＬ与Ｒ Ｒ ＝ ａＸ＝ ＝ ； 、 为 发 电
通 过对Ｂ ｃ — ｏ ｓ Ｃ ｏ ｐ ｒ ｕ ｋ Ｂ ｏ ｔ ｈ ｐ ｅ 电路 Ｉ Ｂ （ 缘栅 ＧＴ 绝
累 ，形 成 了 以下几 种常用 的最 大功 率控制 方法 ： 风 机转 速 计算 出叶尖速 比 并构 成 叶尖 速 比 闭环 控 制系 统 ，如能一 直保证 ＝ 作在最大 功 率点 。 也就 保证 了系统 工
种 是永 磁 同步风 力 发 电机 （Ｍ Ｗ ） Ｐ Ｓ Ｇ 。双馈 异 步 风力
无刷双馈风力发电系统的最大功率追踪控制策略研究
的转 速 ｎ ： 。 为
ｎ ６ ／ ｐ （ ｎ ）Ｐ ／ ｐ ｐ＝ Ｐ ＝ 几 ± Ｐ （） ２
＝
（） ３ （） ４
即 ｍ ．
根据式 （ ） ３ ，可得出功率绕组的电频率为 ２ 、（）
Ｐ ｎ／ ０＝ｎ Ｐ ± ６ ｐｐ６ （ ｐ Ｐ ）／ ０±
由式 （ ）可知 ，当转速 ｎ 变化 时 ，只要适 当 ４
、
调节控制绕组的输入电流频率 ，即可使功率绕组 输 出电频率 维持不变 ，从而 实现变速恒频发 电。
的 正确 性 和 有 效 性 。
关键词 ：风力发 电；无刷 双馈 电机 ；变速恒频 ；矢量 变换控制 ；最大功率追踪
中 图 分 类 号 ：Ｔ １ Ｍ３５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
在风力发 电系统 中，传统 的恒速恒频发电方 式 由于只能 固定 运 行 在 同步 转 速上 ，当 风速 改 变 时风力机就会偏离最佳运行转速 ，导致运行效率 下降 ， 不但浪费风力资源 ，而且增大风力机 的磨 损¨ 。采用取消了滑环 电刷的 Ｂ Ｆ ｊ Ｄ Ｇ变速恒频发
为实施 无 刷 双馈 发 电机 的矢 量 控制 策 略 ，需
要建 立无 刷双 馈 发 电机 在 定 子 同步 速 ＭＴ坐 标 系
下的数学模型，定子同步速 ＭＴ坐标 系与转子速
由 坐 标系关 系如 图 ４和 ５所示 。
ｇ
该旋转磁场相对于功率绕组的转速 ｎ 为：
ｎ＝ ＋ｐ ｐ ｎｒ
第２ ６卷第 ４期
２１ ０ ０年 ４月
风力发电系统最大功率追踪控制设计
风力发电系统最大功率追踪控制设计摘要风力发电系统是一种绿色、清洁的能源系统，具有深远的社会和经济意义。
为了提高风力发电系统的能量转换效率和稳定性，本文基于最大功率追踪控制理论，设计了一种基于模糊控制的风力发电系统最大功率追踪控制策略，研究表明该控制策略具有较好的控制效果。
关键词：风力发电系统；最大功率追踪控制；模糊控制AbstractWind power generation system is a green and clean energy system with profound social and economic significance. Inorder to improve the energy conversion efficiency andstability of wind power generation system, this paper designs a maximum power point tracking control strategy based onfuzzy control theory, which has better control effect according to the research.Keywords: Wind Power Generation System; Maximum Power Point Tracking Control; Fuzzy Control1. 引言随着能源危机不断加剧和环境问题日益突出，可再生能源得到了广泛的关注和研究。
风力发电是一种绿色、清洁的能源，具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。
然而，由于风力发电机的风速、转速和负载变化等因素的影响，风力发电系统在实际运行中会出现能量损失和不稳定等问题，因此，提高风力发电系统的能量转换效率和稳定性，是当前研究的热点和难点问题[1]。
2. 风力发电系统最大功率追踪控制风力发电系统最大功率追踪控制是指在一定的风速和负载情况下，将风力发电机中的最大功率转化为输出功率的控制过程[2]。
风力发电系统运行控制技术研究
风力发电系统运行控制技术研究【摘要】风力发电作为一种清洁的新能源具有重要的意义，风力发电系统的运行控制策略直接关系到风力发电，电力供应的安全性和质量的效率。
本文对风力发电系统的运行控制的两个主要方面，即最大风力跟踪控制和恒功率控制进行了研究和总结。
【关键词】风力发电系统；最大风能跟踪（mppt）；恒功率控制0 引言在提倡可持续发展的今天，风能的开发利用具有积极的战略意义。
特别是在能源供求日趋紧张的情况下，风能作为一种替代能源的意义就更加突出。
风力发电系统根据运行方式和控制技术的不同可以分为恒速恒频系统和变速恒频系统，其中变速恒频风力发电系统能够更高效地利用风能。
并网型变速恒频风力发电系统一般由风轮、齿轮箱（在直驱方式中已略去齿轮箱）、发电机和变流设备组成，如图1风力发电系统框国所示。
风轮的作用是捕捉风能，并将之转化为机械能；发电机则将机械能转化为电能；变流设备将发电机发出的频率幅值随风速波动的交流电转化为与电网电压同频同幅的交流电，然后馈送至电网。
图1 风力发电系统框图风力发电系统主要包括2种运行状态：1）最大风能追踪状态。
当风速低于额定风速时，风轮的转速会随着风速的波动而不断变化，以维持最佳叶尖速比及最大风能利用系数，从而有效提高风机的输出功率。
2）额定功率运行状态，当风速高于额定风速时，通过调节叶片桨距角和抑制风轮转速，降低风轮的风能捕获效率，保证风机运行在额定工作点附近。
可见，风力发电机组的运行控制在不同的运行状态有不同的控制策略：1）最大功率点跟踪控制（mppt控制）：当实际风速低于额定风速时，对风力发电机组进行控制，保证机组运行在最大风能追踪状态下，最大限度地捕获风能。
2）恒功率控制：当实际风速高于额定风速时，受机械强度、发电机容量和变频器容量等限制，必须降低风轮捕获的能量，使功率保持在额定值附近。
实际的风电机组常通过电气功率调节和叶片技术2种手段实现上述控制目标。
前者是通过调节发电机和变流设备的电气功率来改变风轮的转速，进而间接改变风轮转化风能的效率；后者主要利用叶片的空气动力学特性，如变桨距技术和失速状态，来直接改变风轮的捕风效率。
风力发电系统的MPPT方法研究
风力发电系统的MPPT方法研究摘要：文章介绍了几种MPPT方法，说明其方法的优点和缺点。
通过优化MPPT控制的算法，可以提高风力发电的效率。
关键词：风力发电；最大功率点跟踪；爬山法；反馈控制对最大功率点跟踪控制的研究是风电系统研究的热点之一。
文章介绍了常用的MPPT算法，对于研究新型的MPPT算法有参考价值。
1 风力机特性研究风力机把风能转化为机械能的模型非常困难，因而用一种简单的模型进行描述。
由贝兹定理可知，风机吸收的功率为：Pm=1/2ρA V3Cp(λ,θ)。
其中，ρ为空气密度，A为风轮叶片面积，V为风速，CP(λ,θ)为风轮利用系数，与叶尖速比λ和浆距角ρ有关，λ=ωR/V。
其中，ω为风轮机械角速度，R为风轮半径。
在正常运行时，浆距角θ不变，功率输出与叶尖速比λ有关。
叶尖速比λ保持在最佳叶尖速比处，就能使输出功率Pm保持在最大功率点。
2最大功率点跟踪方法常用的MPPT算法大致归为两类：反馈控制和扰动控制。
反馈控制中有最佳叶尖速比、功率反馈法等，扰动控制法又称爬山法。
2.1最佳叶尖速比法最佳叶尖速比法是在风速变化时，保持叶尖速比λ在最佳λopt处。
这样在变风速时，都能保持风能最佳利用率。
这种方法直接、明确，但是需要测量风速和风机转速。
由于风速的不确定性，风速测量不精确，这种算法会导致系统可靠性低，且需要风力机的特性，导致成本增加，很少在实际中应用。
2.2功率反馈法功率反馈法测量出风机转速，然后根据最大功率曲线得出对应的功率值，作为机侧双闭环控制的给定值，与实际功率值进行比较。
通过双闭环控制，使发电机输出功率跟随最大功率的给定值。
这种方法不需要测量风速，因为不存在测量风速所带来的问题。
最大功率曲线需要通过模拟仿真得到，实现起来相对麻烦。
不过，可由先进的设备测量得到。
在一些大型风电场中也有应用。
2.3爬山法由转速功率曲线可知，控制转速扰动，可调节输出功率接近最大功率。
当前风机功率与前周期风机功率进行比较，如果功率下降，转速扰动反向，否则保持符号不变。
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＝＝ ＝ ＝
（
） ㈩
（ ） ５
一
（ ）
图 １ 直 驱 永 磁 同步 风 力发 电 系统 结 构 图
其中，ｋ ＝ ． Ａ ｅ ， ０ ｐ Ｃ一 ￣ ５ ，
下 面介 绍一 下风力 机 的运 行特 性 和功率 调节 特 性。风力机输 出机械功率表达式分别为：
：
在最大输出功率情况下的最优转速表达式为 ：
ｒ帆蜘变流器 Ｕ
，… ：
得最 大机械能 尸 ｍ
一
一
，
此 时的 为最佳转矩
。
一
风
Ｍ侧变流器
：
’
力机最大输 出功率和最优转矩表达式为：
， ～
７
一 》
’ ： ／
一
／
～－
／
一‘
‘
ｊ
－ｏ－ ｓ
ｌ
、
＝
一
Ｊ ：
；
；
÷
Ａ＝ ｖ ＼ （） ／ ２
的高度 重视 。为满足 经济 高速增 长对 电力供 应 的需 求 ，我 国发改委制定 了中长期能源 战略规划 ，力争到 ２ ２ 年 ，风 电装机容量达 ￣３ ０ 万ｋ 将替代２ ０ 万吨 ００ ００ Ｗ ２０ 标准煤 ，同时使我 国的风 电设计 、制造和管理技术达
到 国际 先 进 水 平 。因 此 发 展风 电 已经 是 不 可 逆 转 的潮
根据风力机不 同风速下控制策略和空气 动力学特
性 可 知 风 力 机 最大 功率 跟 踪 控 制 过 程 在 切 入 风 速 到 额
定风速之间，将叶尖比表达式代入 （ ）式得： １
流 ，投 资风 电产业的企业 目前应 做的就是坚定信心， 立足长运 ，充分研究 ，精心策划 ，积蓄力量准备迎接 风电发展的高潮到来。
下，功 率曲线上有唯一的转速对应唯一的一个最大功
率点 ，这对最大功率的跟踪提 供 了基本 思想 ，一是 找
到不 同风速 下的最优 转速 。作 为参考值 ，控制发 电机 的转速跟踪最优转速，以保证风 力机获得最大功
率 ； 二 是 通 过 找 到 不 同 风速 下 的 最 大 机 械 能 Ｐ 埘 作
ＰＯＡ（ ［ ３ ｍ． 等） ＝ｐ ） ５
／ 、
（ ３ ）
一
、
直驱风 力发 电系统数学模型
直 驱 永 磁 同步 风 力 发 电系 统 （ ｉ ｅ ｔ Ｙ Ｄ ｉ ｅ Ｄ ｒ ｃ ｌ ｒ ｖ Ｄ
… … ０ 、 叶 － 一 ： ｉ
…
ｊ
、
０ ，
…
基于风 力发 电的最 大功率跟踪控制研究
沈加 敏 王 晓 忠
（ 苏联 合 职 业技 术 学 院 ， 苏 无 锡 ２ ４ ２ 江 江 １ ０ ８）
摘要 ： 文章 以 直驱 永磁 同步 风 力发 电机 组 为 对 象 ，建 立 了 包括 风 力机 模 型 、传 动 系统模 型 和 发 电机模 型 的 Ｄ Ｐ Ｇ数 学模 型 ，提 出 了风 力发 电机 转速 控 制 最 大 功 率追 踪 算 法 和 桨距 角控 制 策略 。 运 用 Ｐ Ｃ Ｄ／ — ＭＳ ＳＡ Ｅ ＤＣ 建立 Ｄ— ＭＳ ＭＴ Ｐ Ｇ仿 真模 型 ，对风 速 阶跃 变化 时机组 运行 情 况进 行 了仿 真 ，结果验 证 了该模 型 的合 理
、
Ｗｉ Ｔ ｎｄ ｕｒｂｉ ｗｉｔ Ｐｅ ｎｅ ｈ ｒｍａｎ ｅｎｔ Ｓ ｙｎｃ ｈｒｏ ｎｏｕＳ
、＼ ｌ ｌ ¨
．
Ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ －Ｍ Ｇ ｅ ｅ ａ ｏ ，Ｄ Ｐ Ｓ ）主 要包括变 桨距 控制 的风力 机、永磁 同步发 电机 （Ｍ Ｇ Ｐ Ｓ ）、全功率变换器 以及控 制系统等四大 部分。其 中全功率变换器 又可以分为 ：
基 于风能的充分利用 ，从分析风力机运行特性 出 发 ，针对变速恒频风力发电系统 的特 点，研究叶尖速 比控制 、功率信号反馈法 ［］ ４ 的最大风 能捕 获方法 ， 总结其优缺点，本文采 用转速控制风 能跟踪算法 。转 速控 制法 结合 了尖速 比控 制法 和功率控 制 法两种 控 制思想 ，在风速变化 的情况下 以保持最优尖速 比为 目 的，根据 ｃ 一 特性关系求得 指定桨距角下 的参考 转 速 指令 ，通过 ｄ — ｃ ｃ ｄ 变换器利用 参考转速指令控制 发 电机输出功率 ，使得发 电机转速跟踪参考转速运行 。
÷
Ｖ ３
（） １
Ｗ ｍ
一 盲
＝ Ｖ
ｗ
（） ６
式 中 表 示为 风速 （ ／ ）； Ｐ为 空气 密 度 ， ｍＳ 单 位 为 （ ｍ ）； Ｒ为 风轮 的扫风 半 径 ，单 位 为 堙／
４ Ｏ 中闯 新 术 ６ 高 技 ２ １ ｛ ０｛２
由图２ 示 的 功率 特 性可 以看 出在 不 同的 风速 所
性 及控 制策略 的正确 性和 可行性 。 ‘
关键词 ： 力发 电 ； 风 直驱 永磁 同步风 力发 电机 圣（ — ＭＳ ； 速控制 ； 且 Ｄ Ｐ Ｇ） 转 桨距 角控制 ； 大功 率跟踪控 制 最 中图分 类号 ： Ｍ６ ４ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ９ ３ ４（ ０ １ ３ — ０ ６ ０ １ ０ —２ ７ ２ １ ） ４ ０ ４ — ３ 风 能 作 为 一种 清 洁 可 再 生 能 源 ，受 到 了世 界 各 国 （ ） ； Ｃ 表 示风 能 利用 系 数 。 ｍ ｐ 叶尖 速 比 的表 达式 为 ：
最优参考转速的算法流程 图如图４ 所示 ，Ｔ 表示尖
速 比，ａ ｇ ｅ ｎ ｌ表示桨距 角，Ｃ 表示风能利用系数 。 ｐ
ｊ
～
： 一 ０
：
ａ
为参考值，将发 电机输 出功率 作为反馈量跟踪最大机 械能，从而达到风能最大跟踪的 目的。
一
ｈ
：
＜
二 、不可控模型转速控 制最大 功率跟踪算法
叶尖 速 比 ， ，才 能使 Ｃ达 到 最 大 利 用 系 数 Ｃ ， 获 ｐ ｐ
直 流环 节 （ Ｃ ｌ ｎ ）和 网侧逆 变器 （ ｒ ｄ Ｓ ｄ Ｄ ～ ｋ ｉ Ｇ ｉ－ ｉｅ
Ｉｖ ｒ ｅ ，Ｇ Ｉ 。直 驱 永 磁 同步 风 力 发 电系 统 结构 ｎ ｅｔ ｒ Ｓ ） 图如 图 １ 示 ： 所
机 侧 整 流 器 （ ｅ ｅ ａ ｏ — ｉ ｅ ｅ ｔ ｆ ｅ ，Ｇ Ｒ 、 Ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ Ｓ ｄ Ｒ ｃ ｉ ｉ ｒ Ｓ ）
图 ２ 风力机功率特性
在 ｐ、 Ａ、 Ｖ不变 的情 况下 ， 由式 （ ）知 风力 １ 机获 得的机械 能 为 的函数 ，而 又 是五、 的函 数 ，由此可见 ，对变化的风速在确定 的浆距角 的情况 下需要有变化的 相对应 ，才能保证 总是保持最佳