鐵耗對最大風能追蹤影響的研究

摘 要：由于雙饋異步電機在運行過程中存在鐵耗的存在，而且鐵耗的大小隨著風速的大小的變化將導致風電系統最大風能追蹤的準確度下降。文章在傳統功率反饋控制策略上提出考慮鐵耗影響下的最大風能追蹤控制策略，并通過MATLAB仿真論證了該策略的有效性。

關鍵詞：雙饋異步發電機；最大風能追蹤；鐵耗

引言

雙饋異步發電機的風能的最大功能追蹤指的是在切入風速大于風機的啟動風速但小于額定風速的情況下采用定槳距控制下的最大風能追蹤，對于最大風能追蹤的方法一般可以分為兩大類，一是尋優法，如擾動觀測法等；二是最佳風力機特性曲線法，如最佳葉尖速比法、最佳功率反饋法等。最佳葉尖速比法由于需要對風速進行時時觀測，所以控制方法比較差；文章在于建立了在考慮鐵耗情況下的優化數學模型，并在MATLAB下對該MPPT模型進行仿真分析，并與傳統模型進行比較分析，驗證了所提控制策略的有效性。

1 風力發電系統優化數學模型

由于鐵耗的大小隨著系統運行狀態的變化而變化，故而可以用一個與定轉子繞組耦合的第三繞組來表示[1，2]。

3 仿真研究

在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模塊[4]，仿真參數為：額定功率2.5KW；額定電壓380V，額定頻率：50Hz；兩對極；定子電阻：0.435？贅，定子漏感2mH；轉子電阻0.861？贅，轉子漏感2mH；互感69.31mH；轉動慣量0.089kg/m2。初始風速為6m/s，2s后變為8m/s。圖中細線表示參考值，粗線表示實際追蹤值。

圖2中圖（a）為沒考慮鐵耗情況下的葉輪參角速度與實際角速度，圖（b）為考慮鐵耗條件下的葉輪參考角速度與實際轉速，從圖中可以很明顯的看出考慮鐵耗的追蹤效果明顯要好于沒有考慮鐵耗條件。圖（c）圖（d）分別為沒考慮鐵耗條件下的參考輸出功率實際輸出功率與沒有考慮鐵耗條件下的參考輸出功率與實際輸出功率，驗證了文章所提出理論的正確性。

參考文獻

[1]劉其輝.變速恒頻風力發電系統運行與控制研究[D].浙江：浙江大學，2005：55-63.

[2]梅意安.雙饋異步電機雙PWM變流器控制的仿真研究[D].湖北：華中科技大學，2011：36-55.

[3]朱瑛.考慮損耗轉矩的風力發電系統最大風能跟蹤控制[J].電機工程學報，2013，33（19）：39-46.

[4]唐友軍.小型風力發電系統最大功率點跟蹤研究[D].湖北：武漢科技大學，2013：32-48.

作者簡介：裴澤陽（1990-），女，碩士，風力發電控制系統。