永磁同步風力發電機最大風能捕獲控制

1.最大風能捕獲控制

功率-轉速關系曲線如圖4。

圖4  風電機組的功率-轉速關系曲線

利用估測風機輸出功率追蹤MPPT曲線可得風機轉速命令，控制框圖５所示：

圖５ 風機轉速控制框圖

發電機系統控制框圖如圖６所示

圖6  發電機系統控制框圖

2.PMSG數學模型

不同坐標系下PMSG的物理模型如圖7所示。

圖7  不同坐標系下PMSG的物理模型

在dq軸同步旋轉坐標系下，永磁同步風力發電機數學模型定子電壓方程如下：

永磁發電機的電磁轉矩方程為：

發電機傳動系統模型為：

3.電壓電流雙閉環控制策略

通過坐標變換可知，永磁同步發電機dq軸電壓存在耦合項，為了便于實施控制，需要進行電壓的前饋補償，對旋轉后的電壓進行前饋解耦補償，補償后得到的控制方式為：

解耦整理得：

利用定子磁鏈方向定向控制，即設置d軸電流id為0，進而結合輸出功率得到式：