基于反馈线性化的液压型风力发电机组最佳功率追踪控制

液压型风力发电机组在额定风速以下时为获得最多电能,需随风速变化追踪最佳功率点.建立并网液压型风力发电机组仿射非线性数学模型,基于反馈线性化方法,分别以风力机转速和液压系统传输功率为输出,以变量马达摆角为控制输入,线性化系统,设计最佳转速与最佳功率追踪控制器,实现机组在额定风速以下随风速变化输出最佳功率.仿真结果表明,以液压系统传输功率为控制输出的功率追踪过程动静态特性较好.理论分析表明,控制器中高压腔压力变化率是否可以规划,是影响功率追踪过程稳定性的关键因素.     

光伏阵列的组态优化控制

大规模太阳能光伏阵列的输出功率受入射光强和环境温度影响较大, 随着太阳光入射角度的变化, 不同位置光伏组件的输出变化不同, 容易使光伏阵列的输出偏移最大功率点. 为了控制光伏阵列的输出在最大功率点处,本文在梯度法实现最大功率点追踪的基础上, 提出了一种组态优化方法来实现光伏阵列最大输出功率控制, 并给出了仿真结果, 仿真结果表明该组态优化方法能有效地提高光伏阵列的输出功率.     

小型风电系统变步长扰动MPPT控制仿真研究

最大功率跟踪(MPPT)策略是提高风电系统功率转换效率的重要方法.文中提出了变步长扰动MPPT策略,并在MATLAB仿真环境中,开发了带有此策略的小型风电系统仿真模型.该模型包括风力机模型、永磁发电机(PMSG)模型、DC/DC斩波器模型、负载功率采样模型和MPPT控制模型等.利用该模型进行计算机仿真,给出了一定风速下负载功率和发电机输出功率的仿真结果.结果表明:实现了变步长扰动MPPT策略控制的仿真,与传统固定步长MPPT策略相比,提高了最大功率跟踪的快速性和准确性,进而提高了风能转换效率.     

因果图研究双馈风电系统最大功率跟踪控制北大核心

针对双馈风力发电系统,首先对激励源-风速随机变化的特性,提出一种合理并符合实际生活的自然风的数学模型,其次根据双馈风力发电系统中的风力机各部件数学模型,利用因果次序图的求逆规则推导出风力机最大功率跟踪控制策略,搭建Matlab/Simulink模型,最后对控制参数进行整定以及优化。运行仿真模型,得到了风轮机输出功率、输出转矩、输出角速度、风能利用系数等信号的波形曲线。仿真结果表明,使风能利用系数在系统运行过程中保持最优值,最终体现在风轮机对风力捕捉能力,为驱动发电机提供最大输入功率,证明了上述方法的有效性。     

基于SG/Simulink的一种改进MPPT控制器的研究

针对传统扰动观测法响应速度慢和输出功率稳定性不够理想的特点,分析了光伏电池在光照强度变化时的输出特性,提出一种改进的变步长扰动观测法,即采用新的自适应步长公式Step=N×(d V·d P)作为系统的扰动量,使光伏电池以较大步长快速接近最大功率点,然后以较小步长稳定于最大功率点。最后在SG/Simulink混合建模仿真平台下进行了仿真,所得结果表明该算法可显著提高系统响应速度与输出功率稳定性。     

基于模糊控制和功率预测的变步长扰动观察法在光伏发电系统MPPT控制中的应用

光伏系统的输出功率随外界环境条件和负载的变化而变化,为了充分提高光伏系统的效率,需要对系统的最大功率进行跟踪控制;简述了光伏发电系统传统的固定步长扰动观察法在最大功率点跟踪控制时的跟踪速度与精度之间矛盾以及可能出现误判的原因,分析了基于功率预测方法避免误判的原理,提出了一种模糊控制与功率预测相结合的变占空比步长扰动方法;通过Matlab建模、仿真和比对,验证了这种方法在跟踪速度、稳定性和最大输出功率等方面均有良好的表现。     

组合爬山法与变论域模糊控制的MPPT算法

光伏发电系统的输出功率随外界环境的改变而变化,若控制光伏列阵始终在最大功率点处工作,将能提高光伏发电效率。在传统单一的MPPT算法中,无法同时满足系统的动态性和稳态性,为此拟提出一种将爬山法与变论域模糊控制组合算法,并通过Simulink仿真分析,分别对比研究了爬山法、模糊控制法、变论域模糊控制以及组合算法跟踪光伏列阵最大功率点的输出特性。仿真结果表明:组合控制算法能快速、稳定地追踪最大功率点。     

直驱式风电机组功率控制系统优化建模仿真北大核心CSCD

为使风电机组的实际输出功率最佳,提高风能的利用率,采用风电机组最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT),就是控制风力机在不同风速下的转速跟踪最优参考转速。但现有的MPPT控制策略虽然能实现最大功率点的快速,稳定跟踪,但控制精度过度依赖风速,功率等参数的准确测量。为了更好的实现最大功率点的快速有效跟踪,提出了模糊变步长MPPT算法,利用模糊推理的方法得到永磁同步风力发电机组的参考转速。通过对金风1.5MW直驱式风电机组进行仿真研究,结果表明改进控制算法能够使风电机组快速根据风速变化实现最大功率点跟踪,特别是与变桨距系统联合后,控制效果更加显著。     

基于RBF-BP神经网络的光伏MPPT研究

针对光伏电池的输出特性受光照强度、温度等因素的影响而具有的非线性特性的问题,为了提高光伏发电系统的发电效率必须对其输出功率进行追踪,并且为了克服MPP追踪过程中收敛速度慢和精度低的缺点,提出了一种RBF-BP组合神经网络对光伏阵列最大功率点追踪的算法。首先通过对光伏电池输出特性的研究,确定了温度和光照强度是影响光伏电池最大功率点输出的主要因素。然后考虑这两个因素作为RBF-BP组合神经网络的输入来设计光伏阵列最大功率点追踪系统。最后,利用Matlab建立该系统的仿真模型,并进行仿真研究与分析。仿真结果表明,该系统具有最大功率点追踪的精度高,响应速度快等优点。从而有效地实现了对光伏最大功率点的追踪,提高了光伏发电系统的发电效率。     

风力发电技术与功率控制策略研究

对风力发电技术进行综述,分析研究了变速恒频双馈风力发电机组实现风能最大捕获的功率控制策略,即当风速在切入风速和额定风速之间时,控制发电机转子励磁电流及频率,追踪最佳功率曲线;在额定风速和切出风速之间时,调节风力机叶片桨距角,保持额定功率不变.研究表明,基于风速的功率控制方法,提高了风力发电机组风能利用效率;同时,基于风向标和输出功率的偏航控制策略,能缩短风力机对风时间,提高风力机对风精度和使用寿命.     

双PWM直驱同步风力发电机最大风能捕获

以直驱同步风力发电机组为研究对象,为了提高发电机的系统的效率,降低电机的损耗,采用双PWM变流器拓扑结构,提出了一种最大风能捕获（MPPT）的控制方式。不需要风速信号、风机转速及与风力机系统参数有关的最大功率运行表格,仅需对输出功率进行跟踪计算,使得能达到捕获最大风能的控制效果。采用PSCAD／EMTDC软件进行仿真,仿真结果验证了控制方法的有效性。     

Asymptotic Tracking Control for Wind Turbines in Variable Speed Mode

This paper presents a variable speed control strategy for wind turbines in order to capture maximum wind power. Wind turbines are modeled as a two-mass drive-train system with generator torque control. Based on the obtained wind turbine model, variable speed control schemes are developed. Nonlinear tracking controllers are designed to achieve asymptotic tracking for a prescribed rotor speed reference signal so as to yield maximum wind power capture. Due to the difficulty of torsional angle measurement, an observer-based control scheme that uses only rotor speed information is further developed for global asymptotic output tracking. The effectiveness of the proposed control methods is illustrated by simulation results.      

直驱式永磁风力发电机软并网与功率调节的控制集成

为实现直驱式永磁同步风力发电机无冲击并网与风能最大跟踪控制, 设计了一种软并网与功率调节一体化的控制集成装置. 基于广义功角特性, 提出了一种对逆变器输出功率进行直接控制, 从而实现最大风能跟踪的控制策略. 新的控制策略可使发电机的转速按所期待的动态运动, 因而具有良好的静态与动态性能. 另外, 该控制律中对电机参数具有很强的鲁棒性, 因而该控制器能适应各种不同参数的同步风力发电机, 成为同步风力发电并网与功率调节的独立装置.     

反馈线性化在液压型风力发电机组功率追踪中的应用

以液压型风力发电机组为研究对象,为使功率追踪的过程平稳,研究机组的最佳功率追踪控制方法.本文利用反馈线性化方法解决系统非线性问题,以液压系统压力为控制输出,设计最佳功率追踪控制器,并提出一种反馈线性化方法的工程应用解决方案,即结合传统PID控制解决反馈线性化工程应用中依赖模型参数精度的问题.依托30 k VA液压型风力发电机组半物理仿真实验台进行仿真和实验研究,验证了该方法的可行性,为机组进一步研究奠定理论与实验基础.     

Maximum wind power tracking for PMSG chaos systems – ADHDP method

Aiming at the chaotic behavior of PMSG under certain parameters, the new ADHDP method based on Cloud RBF neural network is proposed to track the point of maximum wind power, which can make the system out of chaos and track the point of maximum power stably, and the optimal control problems of the complex nonlinear system can be solved effectively. This method is realized by using the optimal power–speed curve and the vector control principle, and by adjusting the stator output voltage to control the electromagnetic torque, then the rotor speed of wind turbine can operate at the optimal speed that corresponds to the point of maximum power, meanwhile, the measure of wind speed also can be avoided. The simulation results show the effectiveness of the proposed method.     

基于阈值滤波的太阳能智能追踪系统设计

针对太阳能利用率不高的现状,设计了以MSP430F169单片机为核心的智能型太阳能自动追踪系统,采用基于阈值滤波的最大功率点追踪控制算法,提高了系统太阳能板追踪太阳的灵敏度,采用风速监测模块,增强了系统的稳定性。结果表明,相比固定电池板,系统吸收太阳能的转换效率提高了约95%,对提高太阳能的吸收效率,合理地利用太阳能具有重要的研究价值。     

光伏电池最大功率点跟踪方法比较

根据太阳能光伏电池的工程数学模型,在Matlab环境下建立了光伏电池仿真模型,分析了光照强度和温度变化对光伏电池输出特性的影响。针对扰动观察法采用固定的扰动步长而难以获得较高跟踪精度和响应速度的问题,提出了一种基于变步长的改进的扰动观察法,并通过对光伏电池控制系统进行仿真,比较了这2种最大功率点跟踪方法的仿真曲线。结果表明,采用改进的扰动观察法的光伏电池控制系统能更快速跟踪最大功率点,且在最大功率点处稳定性较好。     

智能全功率MPPT风光互补路灯控制器设计

针对一类普通风光互补路灯控制器转换能效低、稳定性差等问题,设计一种智能全功率MPPT风光互补路灯控制器.采用双MCU处理器PIC16F877A单片机为控制器核心,硬件采用模块化的设计方法,整个控制器由主控制模块、从控制模块、风力发电机智能升压MPPT模块,以及风力发电机点刹控制模块、太阳能智能升压MPPT模块、蓄电池充/放电模块、负载LED灯模块组成,在分析光伏电池和风力发电机最大功率点跟踪问题的基础上,采用风力发电机和太阳能智能全功率MPPT跟踪控制策略.最后,在实验室搭建测试平台,测试结果表明,控制器可以可靠稳定运行,跟普通控制器相比,其充电效率与能源利用能效提高22.1％,能够实现能源的最大化利用.