田 兵 赵 克 孙东阳 段建东 孙 力



改进型变步长最大功率跟踪算法在风力发电系统中的应用

田 兵 赵 克 孙东阳 段建东 孙 力

（哈尔滨工业大学电气工程工程系 哈尔滨 150001）

为了改善永磁直驱式风力发电系统最大功率跟踪算法的稳态跟踪准确度和动态跟踪速度，提出了一种改进型变步长爬山搜索寻优算法；它结合同步电机矢量控制技术，在同步旋转坐标系下，通过解耦控制电机交轴电流分量，达到对风力机转速的控制。变步长最大功率跟踪算法思路是：基于两点斜率比较，判断发电系统接近最大功率点，通过指数衰减步长抑制发电系统在最大功率点附近振荡；不依赖风速传感器，通过每个寻优周期动态设置风速突变检测阈值，准确辨识风速变化，并重新初始化步长提高对风速变化的快速跟踪性能。通过搭建风力发电系统的Matlab/Simulink仿真模型和硬件实验平台，验证了该算法的有效性，展示了其良好的工程应用价值。

最大功率跟踪 PWM整流器 永磁同步发电机 矢量控制技术 风力发电

0 引言

随着永磁直驱式风力发电系统装机容量的不断增大，如何可靠并有效地利用风能成为风力发电技术的研究热点。由于风能具有间歇性，需要采用机侧变流器对其进行最大功率跟踪控制[1,2]。

风力发电系统采用较多的最大功率跟踪方法是爬山搜索法，固定步长的MPPT算法在稳态跟踪准确度和动态跟踪速度上存在不足[3-7]。文献[2]中改进的三点比较法可实现变步长寻优，它在远离最大功率点指数增加步长，接近最大功率点指数减小步长，但其判定方法并未考虑风速变化对其带来的影响。……