隨著能源危機和環境污染的加劇，在綠色能源快速發展的大環境下，風力發電正受到前所未有的重視和發展。但由於風力渦輪發電機存在著非線性的特性，其運行輸出的最大功率點位置將隨風速的改變而不同。 由於可再生能源的可變性以及要與電網相互作用，風力發電裝置通常被認為是電能質量較差的裝置，因此在設計控制系統時要考慮電能質量。風力機出現時就有了對控制的要求，控制的主要目標是將功率與轉速限制在一些標準值以下，以保證風力機在大風的條件下安全運行。因此從根本上說風力機是一個捕獲風能並將風能轉換為其他有用能量的裝置，特別是與電網相連的風能轉換系統，其設計必須保證能耗最小、運行安全、滿足其噪聲發射和電能質量的要求 為保證可再生能源的最大利用率，風電併網系統需採用適當控制策略，以便儘可能保證有功功率的最大輸出，由於風電場風速動態波動變化，風電場的輸出功率存在較大隨機波動，間歇性的功率波動將對大電網的電能質量造成不利影響。
基本介紹
- 中文名：最大風能追蹤技術
用於風力發電的最大功率追蹤器，能快速追蹤風力發電系統輸出的最大功率點。擾動觀測法結構簡單，反應速度快，但當發電機達到最大功率點附近時，容易受外界干擾，造成功率損耗，降低風能使用效率。比率法其擾動程度比擾動觀測法要小很多倍，但達到最大功率點所需的時間相對較長。三點權位法在系統達到最大功率點時，受外界干擾少，但其計算量大，追蹤時間較比率法還久。模糊控制法運算量大，且需要設計良好的模糊規則庫才可以達到預期目標。登山式搜尋法若定步長過大，穩定時轉速擾動導致功率波動較大，若定步長過小，則影響風速回響速度；同時變步長時算法會滯後風速變化。 為使風力發電系統在變動風速下，不受外界干擾，易使風力機保持在最大功率點運行，可通過調節電源轉換器的工作周期，使風力發電系統在任何風速下皆可運行在最大功率點，從而將最大功率輸出至負載，並避免實際運行時使用風力計和轉速計，本章採用了同步擾動隨機逼近（SPSA）算法進行風力發電系統的最大功率追蹤。 傳統風力發電機多為感應發電機，隨著整流和變頻技術的日趨成熟，發電機輸出電壓頻率可經轉換器轉換為系統頻率，因此同步發電機已逐漸套用於風力發電系統中，而永磁同步發電機具有不需外加變速裝置、無電刷式轉子、不需外加直流激磁電源、穩定度較佳、構造簡單、裝置成本低、易於操作、維修成本低等特點。
