新型爬山算法在大惯性风电系统中的应用

作        者：黄守道，卢季宁，黄科元
（湖南大学电气与信息工程学院）
摘　　　要：针对风力发电风速的随机性和不确定性，以及大惯性永磁风力发电系统输出功
率受风机机械功率和所储的机械势能的变化率的交叉影响特点，提出一种基于爬山搜索法的
新型较大风能捕捉算法。为了得到较宽的变速范围，在三相二极管整流器和ＰＷＭ逆变器之间
接有升压斩波器，新型爬山算法采用较佳直流电流控制，调节输入直流电流以跟从较优的参
考电流，产生不同转矩控制电机的转速实现较大功率跟踪，并在爬山算法基础上添加数据存
储和输出功能，避免了盲目的爬山搜索。较后通过Ｍａｔｌａｂ对一个５０ｋＷ 永磁直驱风力发电系
统进行了仿真分析，对比了传统爬山算法与新型爬山算法在较佳功率点跟踪上的差别。仿真
结果验证了该算法的可靠性，表明新型爬山算法在大惯性变速恒频风力发电系统中具有更好
的实用性。
关　键　词：永磁直驱风力发电；较大功率跟踪；新型爬山算法；直流电流控制

引　      言：风力发电的发展不仅为社会带来经济效应也带来了巨大的环境效应［１］。然而风力发电的基础投资大，受自然条件制约，运行小时数低，风能利用率低，增加了风力发电的投资难度，制约着风力发电的发展。因而研究较大风能捕捉具有重要意义。爬山算法以其实现方法简单（既不需要测量风速也不需要测量风机机械功率特性）是目前应用广泛的较大风能捕捉算法［２］。然而传统爬山算法只适宜在风机惯性十分小时工作，对于大惯性风机系统，输出功率受风机机械功率和所储的机械势能变化率的交叉影响，传统爬山算法对随机快速变化的风速不能快速跟踪，追踪效果不理想。因而本文在分析风力机特性和爬山原理基础上，提出新型直接电流控制爬山搜索算法。

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