永磁直驅(qū)單相風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中MPPT和并網(wǎng)逆變器的研究.pdf

1、能源是人類社會發(fā)展的動力來源，人類對能源的需求日益增加。由于煤炭、石油和天然氣是不可再生能源，這三大能源的儲量正日趨枯竭。傳統(tǒng)能源的使用對環(huán)境的負(fù)面影響也越來越嚴(yán)重，使得人們必須去尋找新的替代能源。風(fēng)能的豐富性和清潔性使風(fēng)力發(fā)電備受人們關(guān)注。但由于風(fēng)能的不穩(wěn)定性造成了風(fēng)能利用效率低，所以通過提高風(fēng)能利用效率來達(dá)到增大輸出功率一直是人們追求的目標(biāo)，也是當(dāng)今研究的一個熱點。
　　本文介紹了風(fēng)力發(fā)電的幾種方法，分析了各種方法的優(yōu)缺點，在

2、此基礎(chǔ)上選擇了直驅(qū)型永磁同步電機構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。主電路的風(fēng)機側(cè)采用了不控整流橋加BOOST電路，選擇擾動觀察法(Perturb&Observe，P&O)實現(xiàn)最大功率的跟蹤(Maximum Power PointTracking, MPPT)控制。針對常規(guī)MPPT算法在最大功率點處易出現(xiàn)振蕩，會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題，論文提出了基于振蕩次數(shù)抑制自適應(yīng)變步長占空比擾動法，用以抑制最大功率點(Maximum Power Point, MPP)

3、附近的振蕩:在最大功率點附近，占空比的擾動方向每改變一次，就相應(yīng)的減小下一周期的占空比擾動量，直到擾動值小于最小閾值時，令占空比擾動量為零。當(dāng)風(fēng)速不穩(wěn)定時，可以根據(jù)相鄰兩次采樣的功率值之差與當(dāng)前功率的比值(ΔP/P)來判斷風(fēng)速變化情況。逆變電路采用滑模變結(jié)構(gòu)控制，對普通指數(shù)型趨近律滑?？刂七M(jìn)行改進(jìn)，增加了系統(tǒng)的魯棒性，成功實現(xiàn)了并網(wǎng)。
　　本文使用MATLAB/SIMULINK軟件對風(fēng)電系統(tǒng)中的MPPT控制器和逆變器進(jìn)行了建模和仿

4、真，驗證了振蕩次數(shù)抑制自適應(yīng)變步長方法能較快的實現(xiàn)最大功率點跟蹤，消除了振蕩，驗證了滑模變結(jié)構(gòu)控制的穩(wěn)定性。在仿真研究的基礎(chǔ)上了，研制了一臺2KW的風(fēng)能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，采用TI公司的DSP TMS320F2808芯片，實現(xiàn)了論文中提出的MPPT控制器和并網(wǎng)逆變器的全數(shù)字控制。最后，實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，所研究的MPPT控制器能夠快速準(zhǔn)確地跟蹤因風(fēng)速而引起的功率變化，并消除了功率在最大點附近的振蕩;改進(jìn)的滑模控制器能