极值寻道控制下的变速风力发电机：功率优化与Matlab仿真

本文研究的焦点是极值寻道的变速风力发电机系统的功率最大化与控制策略。在低风速地区，提高风力涡轮机的功率捕获效率是至关重要的，尤其是在这类环境下的涡轮机应用。论文主要关注的是采用两质量传动系、Squirrel Cage Induction Generator (SCIG) 和通过空间矢量脉宽调制 (SPVWM) 进行控制的变速风力涡轮机。 极值寻道控制（ESC）在系统中的核心作用是实现最大功率点跟踪（MPPT）。ESC的设计目标是针对风力涡轮机的II区运行，采用抖动调制方案，确保在湍流风况下也能实时优化发电功率，避免风速测量的需求，从而提高效率。ESC作为无模型控制方法，其灵活性和适应性有助于在不稳定条件下保持最佳性能。 控制系统采用了双回路结构：外环是ESC，它根据PI控制器的要求设定发电机的参考速度，确保发电机速度稳定并最大化电能输出；内环则是基于间接场方向控制（IFOC）的电流解耦，有效地分离了转矩和磁链控制，提升了控制精度和稳定性。 粒子群优化（PSO）算法在这项研究中起到了关键作用，通过优化PI控制器的参数，如比例和积分系数，使得整个系统能够更加精确地响应风速变化，进一步提升系统动态性能。所有这些设计和优化都在MATLAB / Simulink 2014的仿真环境中得到了验证和测试，确保了理论与实践的有效结合。 本文为风力发电领域的工程师们提供了一种创新且实用的方法，通过ESC、MPPT、IFOC和PSO等技术，显著提高了变速风力发电机在低风速条件下的功率捕获能力，为可再生能源行业的持续发展做出了贡献。