开关磁阻风力发电系统最大功率追踪方法研究

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1、电气传动2016年第46卷第5期ELECTRICDRIVE2016Vol.46No.5开关磁阻风力发电系统最大功率追踪方法研究窦宇宇，杨明扬，赵仁明，王青（中国矿业大学信电学院，江苏徐州221008）摘要：以1台三相12/8结构的开关磁阻发电机（SRG）为研究对象，设计了基于dsPIC30f数字信号处理器的控制系统。针对爬山搜索最大功率追踪进行了系统的软件、硬件设计，并在实验样机平台上进行了最大功率追踪实验。实验结果表明设计的控制系统能够有效追踪到给定风速下最大功率点。关键词：风力发电；开关磁阻发电机；最大功率追踪；功率扰动法；数字信号处理器中

2、图分类号：TM614文献标识码：AStudyonControlModeofMaximumPowerPointTrackforWindPowerGeneratingSystemUsingSwitchedReluctanceGeneratorDOUYuyu，YANGMingyang，ZHAORenming，WANGQing（SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMining&Technology，Xuzhou221008，Jiangsu，China）Abstract

3、:Tookaswitchedreluctancegeneratorwiththestructureofthree⁃phase12/8asstudyobjectsanddesignedacontrolsystembasedondigitalsignalcontrollerdsPIC30f.ThensoftwareandhardwareofsystemweredesignedforMPPT，finallytheMPPTexperimentwasconductedontheplatformofexperimentalprototypeandtheex

4、perimentresultsshowthatthecontrolsystemdesignedcantrackmaximumpowereffectively.Keywords:windpower；switchedreluctancegenerator（SRG）；maximumpowerpointtracking（MPPT）；powerperturbationmethod；digtalsignalprocessor（DSP）SRG作为一种新型的机电能量转换设备，其新型的最大功率控制方案，该方案可以实现搜索制造简单、容错能力强、运行可靠性高、成本低

5、、最大功率点时的快速性和稳定性。文献［4］提出低速运行效率高，经过合理的设计可以省去齿轮了基于模糊自整定PI控制的自适应步长功率扰动箱，实现直接驱动，从而可以降低发电成本，提高控制方法，解决了定步长功率扰动控制步长选择发电效率。因此开关磁阻发电机很适合于风力困难的问题。文献［5］针对风速突变导致开关磁发电的场合。目前，国内外对SRG在风力发电方阻发电系统的输出电压难以快速动态稳定控制的［1-6］面的应用开展了一系列的研究。问题，提出了一种PWM斩波控制与角度位置控制文献［1］研究了SRG的控制变量如开通角、关相结合的复合控制方法，优化了对输出电

6、压的控断角、母线电压、转速等对其输出功率的影响，并制，有效抑制了因风速突变对输出电压的影响。提出了实现SRG最大输出功率的控制原则。文献文献［6］研究了基于风速跟踪的开关磁阻风力发［2］在开关磁阻发电机与整流器中间加入了恒阻电系统最大功率点跟踪二维模糊控制算法，使风抗控制电路，使最大功率的追踪算法更简便。文力发电机模糊控制器具有良好的鲁棒性，改善了献［3］采用模糊逻辑控制理论对电压波动进行抑系统跟踪最大功率的快速性和稳定性。制，减小了输出直流电压的波动，同时提出了一种本文以1台三相12/8结构SRG为研究对象，基金项目：国家级大学生创新训练项目

7、（201510290021）；江苏省研究生培养创新工程项目（KYLX15_1423）；中国矿业大学2015年创新创业基金项目大学生创新项目作者简介：窦宇宇（1991-），男，硕士研究生，Email：yuydou@163.com38窦宇宇，等：开关磁阻风力发电系统最大功率追踪方法研究电气传动2016年第46卷第5期设计了开关磁阻风力发电机控制系统。针对风式中：U为母线电压；Ψ为相绕组磁链。力发电中应用的爬山搜索法进行了系统的软件、U和Ψ满足以下关系：硬件设计，并在样机上进行了最大功率追踪的实{U>0θ1<θ<θ2验与仿真。仿真与实验结果表明本文设

8、计的控U<0θ2<θ<θ3制系统能够有效地追踪到给定风速下的最大功ì∂Ψ>0θ1<θ<θ2ï∂t率点。íï∂Ψ<0θ2<θ<θ3î∂t1开关磁阻风力发