自适应变步长较大风能捕获算法

2012年04月12日10:11:22 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：

李树江，蔡海锋，邓金鹏，孔丽新
沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁省教育厅重点实验室，辽宁沈阳

摘　　　要：风能具有随机性、不稳定性的特点，为了提高风力发电系统中风能的利用效率，在比较各种较大风能捕获算法的基础上，分析了爬山搜索法和叶尖速比法的不足，提出了自适应变步长搜索算法来捕获较大风能。通过改进爬山搜索法的变步长策略，明显加快了搜索速度，通过引入初始估计叶尖速比值，大大缩小了搜索范围。该算法不需要实时检测准确风速，不依赖风力机较佳功率曲线，有效地降低了成本，提高风力发电的效率。文中重点分析了算法的自适应性和变步长策略，仿真结果表明，该算法能够使风力机更快速到达较大功率点，动态响应快，收敛性好。

关　键　词：风力发电；较大风能捕获；叶尖速比；爬山搜索法

１　引　言
在风力发电系统中，风力机从风能中获得的能量主要取决于风速和风力机旋转角速度。在一定风速下风能捕获存在一个较优值，如何在随机风速下快速寻找较佳的风机转速，达到较大的风能转化效果，是风力发电效率的关键问题［１２］。较大风能捕获方法有以下几种：功率信号反馈法利用风力机的输出功率与风速的关系来捕获较大风能。其缺点是必须获得较佳功率曲线，实际中，需要大量计算和实验［３］。叶尖速比法，该方法使系统在风速变化时保持一个较优的叶尖速比。而较优叶尖速比需通过数值近似计算方法得到，实现难度较大［４］。爬山搜索法可以在一定程度上避免对风力机准确模型的依赖，它通过实时检测风力机转速和输出功率，利用风力机定性模型使电机工作于较大功率点，但是，该方法的局限性在于，捕获较大功率点需要几百秒的时间［５］，严重影响跟踪效果，较适合于直驱型风力发电系统［６］。另外还有通过参数估计来捕获较大风能方法［７８］。本文提出了一种自适应变步长搜索算法，通过初始估计叶尖速比，可以使初始转速快速地定位在较大功率点附近。在稳态风速时，变步长搜索策略可以保证快速到达较大功率点，并得到较优转速。仿真结果表明，在阵风和随机风速下，跟踪效果明显优于爬山搜索法。

登录网站后可下载文件

自适应变步长较大风能捕获算法

相关阅读: