风力发电最大功率点跟踪方法的研究

• 作 者: 何源远
• 出 处: 沈阳工业大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 风力发电 最大功率点跟踪 叶尖速比 变步长爬山搜索法

现如今，随着全球经济、科技的迅猛发展以及现代工业化规模的不断扩大，人们对于能源的需求量不断的增加。然而随着人类对传统能源的过度消耗造成的资源逐渐枯竭以及生态环境日益恶化等问题正在时刻警醒着人们。为了有效解决上述问题，科学家们已经开始着手开发新能源来逐渐取代传统能源。风能作为一种在地球上储量丰富、可以循环利用并且无污染的绿色环保能源已经引起了越来越多人的重视。风力发电是一种将风能转化为电能的发电方式。风力机从风能中捕获能量与风力机的转速和风速有关，在任意一个风速下捕获的风能都存在一个最大值，而这个最大值所对应的转速称为最佳转速。由于风能具有随机性和不确定性的特点，如何在风速变化的情况下使风力发电系统快速的到达在该风速下的最佳转速使其实现最大功率点的跟踪，从而使风力发电系统的输出功率最大是目前风力发电领域科学家们研究的热点问题。本文重点分析了双馈风力发电系统的特性，对现今应用较多的几种最大功率点跟踪方法进行了深入研究，在比较了这几种方法优点和不足的基础上，对叶尖速比法和爬山搜索法进行了详细讨论，并且设计了一种将叶尖速比和变步长爬山搜索相结合的新方法对最大功率点进行跟踪。通过加入尖速比，能够使风力机的转速迅速定位在最佳转速附近，进而缩小了最大功率点的调整范围，提高了调整速度，节省了时间；通过变步长爬山搜索策略可以使风力发电系统在最大功率点附近进行精确搜索，保证了系统能够准确的跟踪到最大功率点。该方法的优点是能够快速并且准确的跟踪风力发电系统的最大功率点。最后通过matlab做出仿真分析，仿真结果表明，无论在基本风还是在随机风下，与爬山搜索法相比，本文设计的方法能够使风力发电系统更快速和准确的跟踪到最大功率点。