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《基于模糊控制離網(wǎng)式》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于模糊控制離網(wǎng)式小型風(fēng)電系統(tǒng)MPPT研究ResearchonMPPTofStand-aloneSmallSizeWindEnergyConversionSystemBasedonFuzzyControl朱鵬濤，景有泉，王大偉，張楊俊重慶通信學(xué)院（重慶，）ZhuPengtao,JingYouquan,WangDawei,ZhangYangjunTheCommunicationInstituteofChongqing,(Chongqing)摘要：分析了離網(wǎng)式小型風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)電過程中MPPT（最大功率點跟蹤）原理，以及當(dāng)前獲
2、得MPP（最大功率點）的常規(guī)方法。模糊控制具有適應(yīng)性強，魯棒性好，不依靠被控對象精確模型等特點，適合風(fēng)電系統(tǒng)輸出非線性的特征。本文提出一種基于模糊控制的MPPT實現(xiàn)方法，論述模糊控制器的結(jié)構(gòu)、模糊決策與推理過程。Matlab仿真結(jié)果表明，利用模糊控制法實現(xiàn)MPPT響應(yīng)速度快，穩(wěn)態(tài)性能好。關(guān)鍵詞：離網(wǎng)式小型風(fēng)電系統(tǒng)MPPT模糊控制MPPAbstract:ThetheoryofMPPTandtheexistingconventionalwaystogettheMPPwhenpowerisgeneratedbystand-a
3、lonesmallsizewindenergyconversionsystemareanalyzed.Fuzzycontrolisprovidedwiththestrongadaptability,goodrobustnessanditdoesnotneedtodependonthecontrolledobiectoftheaccuratemodel.So,itissuitableforthenon—lineafitycharacteristicinwindpowersupply.Inthispaper,themeth
4、odofrealizingMPPTbasedonfuzzycontrolisputforward,andstructureofthefuzzycontroller,fuzzydecision-makingandreasoningarediscussed.Simulationofmatlabresultsshowthatthesystemhasthegoodperformanceofdynamicresponseandsteadyproperty.Keywords:Stand-alonesmallsizewindener
5、gyconversionsystem,MPPT,Fuzzycontro,MPP［中圖分類號］TK8［文獻標(biāo)識碼］A文章編號：1561-0349（2011）03-1引言當(dāng)今世界，快速發(fā)展的經(jīng)濟使煤、石油、天然氣等一次能源的消耗迅猛增長，能源危機日趨嚴(yán)重，越來越多的國家開始關(guān)注能源利用及轉(zhuǎn)換效率問題。風(fēng)能是一種便捷有效、兼顧能量增容和環(huán)保要求的新型能源。但是，由于離網(wǎng)式小型風(fēng)電系統(tǒng)輸出非線性等特點，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率很低。為了讓風(fēng)電系統(tǒng)在同樣的風(fēng)速下輸出更多的電能，提出了MPPT問題。MPPT本質(zhì)上是一個尋優(yōu)過程。通過測量電壓、
6、電流和功率，以及比較它們之間的變化關(guān)系，決定當(dāng)前工作點與最大功率點的位置關(guān)系，然后控制電流(或電壓)向最大功率點移動，最后控制電流(或電壓)在峰值功率點附近一定范圍內(nèi)來回擺動。當(dāng)前，常用的獲得MPP的方法有最佳葉尖速比控制法、最佳功率曲線控制法及爬山搜索控制法等。它們存在的問題在于：控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制精度不高。本文提出采用模糊控制可以克服上述缺點。模糊控制適應(yīng)性強，魯棒性好，作為一種新的控制思想，非常適合用于離網(wǎng)式小型風(fēng)力發(fā)電這種包含不確定量，而且很難用精確的數(shù)學(xué)模型描述出來的系統(tǒng)。2風(fēng)力機特性風(fēng)力機的基本特性，通常用
7、葉尖速比與風(fēng)能利用系數(shù)之間的關(guān)系來表示，即曲線。根據(jù)貝茨理論，風(fēng)能利用系數(shù)的最大值為=0.593。（1）=（2）實際上風(fēng)力機不可能將槳葉旋轉(zhuǎn)的風(fēng)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)檩S的機械能，能量的轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致功率的下降，它隨所采用的風(fēng)力機和發(fā)電機的型式而異。因此，風(fēng)力機的實際風(fēng)能利用系數(shù)<0.593。風(fēng)力機實際能得到的有功功率輸出是：（3）式中：為風(fēng)能利用系數(shù)；為空氣密度，單位kg/m3；為風(fēng)輪半徑，單位m；為風(fēng)速，單位m/s。風(fēng)能利用系數(shù)反映了風(fēng)力機吸收風(fēng)能的效率，它是一個與風(fēng)速、葉片轉(zhuǎn)速和槳葉節(jié)距角有關(guān)的量。當(dāng)這些因素發(fā)生變化時，發(fā)生變化
8、，風(fēng)力機的運行點及其運行效率相應(yīng)發(fā)生變化。為了便于討論的特性，定義風(fēng)力機的另一個重要參數(shù)葉尖速比，即葉片的葉尖速度與風(fēng)速之比：（4）式中：為葉尖比；為風(fēng)力機角速度，單位rad/s；為風(fēng)力機的轉(zhuǎn)速，單位r/min。如果保持節(jié)距角不變，風(fēng)能利用系數(shù)只與葉尖速比有關(guān)，可以用一條曲線來描述風(fēng)力機的空氣動力特性。典型的關(guān)系曲線如圖1所示。從
