铁耗对最大风能追踪影响的研究

摘 要：由于双馈异步电机在运行过程中存在铁耗的存在，而且铁耗的大小随着风速的大小的变化将导致风电系统最大风能追踪的准确度下降。文章在传统功率反馈控制策略上提出考虑铁耗影响下的最大风能追踪控制策略，并通过MATLAB仿真论证了该策略的有效性。

关键词：双馈异步发电机；最大风能追踪；铁耗

引言

双馈异步发电机的风能的最大功能追踪指的是在切入风速大于风机的启动风速但小于额定风速的情况下采用定桨距控制下的最大风能追踪，对于最大风能追踪的方法一般可以分为两大类，一是寻优法，如扰动观测法等；二是最佳风力机特性曲线法，如最佳叶尖速比法、最佳功率反馈法等。最佳叶尖速比法由于需要对风速进行时时观测，所以控制方法比较差；文章在于建立了在考虑铁耗情况下的优化数学模型，并在MATLAB下对该MPPT模型进行仿真分析，并与传统模型进行比较分析，验证了所提控制策略的有效性。

1 风力发电系统优化数学模型

由于铁耗的大小随着系统运行状态的变化而变化，故而可以用一个与定转子绕组耦合的第三绕组来表示[1，2]。

3 仿真研究

在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模块[4]，仿真参数为：额定功率2.5KW；额定电压380V，额定频率：50Hz；两对极；定子电阻：0.435？赘，定子漏感2mH；转子电阻0.861？赘，转子漏感2mH；互感69.31mH；转动惯量0.089kg/m2。初始风速为6m/s，2s后变为8m/s。图中细线表示参考值，粗线表示实际追踪值。

图2中图（a）为没考虑铁耗情况下的叶轮参角速度与实际角速度，图（b）为考虑铁耗条件下的叶轮参考角速度与实际转速，从图中可以很明显的看出考虑铁耗的追踪效果明显要好于没有考虑铁耗条件。图（c）图（d）分别为没考虑铁耗条件下的参考输出功率实际输出功率与没有考虑铁耗条件下的参考输出功率与实际输出功率，验证了文章所提出理论的正确性。

参考文献

[1]刘其辉.变速恒频风力发电系统运行与控制研究[D].浙江：浙江大学，2005：55-63.

[2]梅意安.双馈异步电机双PWM变流器控制的仿真研究[D].湖北：华中科技大学，2011：36-55.

[3]朱瑛.考虑损耗转矩的风力发电系统最大风能跟踪控制[J].电机工程学报，2013，33（19）：39-46.

[4]唐友軍.小型风力发电系统最大功率点跟踪研究[D].湖北：武汉科技大学，2013：32-48.

作者简介：裴泽阳（1990-），女，硕士，风力发电控制系统。