风电机组的改进型极值搜索MPPT控制方法研究

摘要

风能是一种近年来发展速度很快的可再生能源，风能转换系统是有待完善发展的主流技术之一。风力发电系统中的一个控制目标就是实现风能的最大功率捕获。
　　本文在分析风电系统常规最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的基础上，把传统的MPPT方法和基于风速湍流扰动的极值搜索法分别应用于基于笼型异步感应发电机的风力发电系统中，方法的输入变量为电机定子侧输出有功功率和高速轴转速和风速，输出为发电机电磁转矩的优化给定值，经间接转子磁链定向控制转换成q轴定子电流给定值送到转子侧变流器，用于控制系统在功率曲线未详细给出的情况下仍能够运行在最佳位置，避免了常规控制方法需要测量风速、获取风机模型及参数、计算功率和转速的微分等缺点。仿真结果证明了其有效性。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景及研究意义

1．2 最大风能追踪控制

1．3 本文研究内容

第2章 风力发电系统控制原理

2．1 风能转换系统结构

2．1．1 恒速风能转换系统

2．1．2 变速风能转换系统结构

2．2 风能转换系统控制目标

2．3 风力发电系统的最大功率捕获原理

2．4 最大功率点跟踪方法

2．4．1 基于风力机功率曲线的MPPT控制

2．4．2 基于最佳叶尖速比的MPPT控制

2．4．3 基于最优转矩控制的MPPT控制

2．5 本章小结

第3章 极值搜索在风力发电系统MPPT中的应用

3．1 极值搜索控制(ESC)理论分析

3．1．1 基于正弦激励函数的单变量极值搜索算法

3．1．2 简单极值搜索算法

3．1．3 滑模极值搜索算法

3．1．4 斜率极值搜索算法

3．1．5 基于正弦激励函数的多变量极值搜索算法

3．2 极值搜索的控制方法在风能转换系统中的实际应用

3．2．1 传统的MPPT算法

3．2．2 MPPT的极值搜索控制

3．3 本章小结

第4章 基于SCIG的仿真分析

4．1 异步发电机模型

4．2 基于SCIG的变流器控制

4．1．1 转子侧整流器控制原理

4．1．2 网侧变流器控制原理

4．3 仿真分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢