最大功率跟踪控制在直驱型风力发电系统中的应用.doc

本科毕业设计（论文） 最大功率跟踪控制在直驱型风力发电系统中的应用 *** 燕 山 大 学 年 月 摘 要 能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用已受到世界各国的高度重视。近年来人类所取得的高新科学技术应用于风力发电系统中，不断提高风能的变换效率和质量，具有十分重要的意义。风能资源属于自然现象，所以对风力资源的开发和利用具有许多不便的方面。本文主要研究变速风力发电系统最大功率点的跟踪问题，以使风力机在处于额定风速以下时能够实现最大风能捕获。风力发电系统所采用的功率变流器和最大功率点的跟踪控制策略提供了基本的研究平台，以完成本课题的研究。 为了将风能输送给电网，变速风力机要有变流器将发电机发出的电压和频率都不断改变的电能转换成恒频恒压的电能，再传输给电网。本文采用了变速风力机，永磁发电机，三相AC-DC-DC-AC变流器，变压器等构建了变速风力发电系统。鉴于DC-DC直流环节在能量传输中的重要性，本文专门研究了Boost变换器在变速风力发电系统中所起的作用。 本文接着阐述了变速恒频风力发电系统最大功率输出原理，分析对比了几种常见的风能跟踪算法，对爬山算法进行了着重研究。 关键词：变速风力机，永磁发电机，最大功率点跟踪，AC-DC-DC-AC变换器，Boost变换器 最后用matlab仿真工具建立了风力发电控制系统的仿真模型，实现风力机最大功率点追踪MPPT(Maximum Power PointTracking)控制。 Abstract The environment，energy are urgent problems of survival and development of human．Mainly，Conventional energy are coal oil and natural gas．It is not only restricted，but also causing serious air pollution．Therefore，the utilization of renewable energy especially wind power development is regarded by many country in the world．In the recent year，the human used high—tech applied to wind power system，Continuously improving the efficiency and quality of the wind power have great significance．Wind energy resources belong to the natural phenomenon，So the development and use of the wind resource have many inconvenience.This thesis focuses on the problem of maximum power point tracking for achieving the maximum wind energy tracking of variable speed wind turbine power generation systems atlow wind speed．Power electronic converters and maximum power point tracking strategys in wind generator systems provide the basic platform to accomplish the research of this thesis． In order to send wind energy to a utility grid，a variable speed wind turbine requires a power electronic converter to convert a variable voltage variable frequency source into a fixed voltage fixed frequency supply．Variable speed wind turbine、permanent magnet generator、three--phase AC-DC-DC-AC converter as well as trans