巩建英，谢蓉

（1.长安大学电子与控制学院，陕西西安710064；2.西北工业大学自动化学院，陕西西安710072）

近年来，随着新能源技术的发展，风力发电的成本不断降低，从而使得全球范围内风力发电机（wind turbine，WT）的安装容量剧增［1-2］。其中，新安装的很大一部分为小型风力发电机（small wind turbine，SWT）［3-4］。在我国偏远的哨所、农牧区、气象站和微波站安装SWT，具有很好的经济性和实用性［5］。

目前，机械结构配置较为简单的SWT是由风力涡轮机和永磁同步发电机（PMSG）构成的变转速型风力发电机［6-7］。其中发电机由风力涡轮机直接驱动，由于没有变速箱，其具有机组寿命长、维护方便、效率高和成本低等优点，但缺点是发电机的转速将随着风场风速的变化而变化，实现最大功率点跟踪（MPPT）控制比较困难［6-7］。具体体现为，若使用风速和转速等机械传感器来回馈控制器设计所需的状态参数，将增加SWT的配置和控制成本并降低其可靠性，若不使用机械传感器获得控制器设计所需的转速等状态参数，将会增加控制器设计的难度，甚至会产生较大的MPPT跟踪误差。

为了实现对直驱式SWT的MPPT控制目标，已有的研究成果主要包括以下几类。

1）不使用风速传感器且不知道SWT 的模型参数，采用干扰和观测（P&O）方法实现MPPT 控制［8-9］。这种方法的主要不足是风速变化容易引起发电机输出电压较大的波动，且存在较大的跟踪误差。

2）使用位置传感器而不使用风速传感器，采用基于ω—P曲线的方法实现MPPT控制［10-13］。这种方法具有很好的控制效果，其主要不足是使用了机械传感器，降低了风力发电机组的可靠性，增加了控制成本。……