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风力发电系统的MPPT算法及实现

发布时间:2018-06-28 09:11

  本文选题:Savonius型风力机 + 垂直轴风力机 ; 参考:《河南科技大学》2014年硕士论文


【摘要】:风能以清洁、成本较低、取之不尽等优点成为近10年以来全世界增长最快的能源之一,而风力发电作为最有产业化发展潜力的清洁能源,已经成为全球能源结构中的重要组成部分。但是,风能的能量密度低且具有随机性、不稳定性和分布不均匀等特性,给风能的利用带来了许多问题。因此,研究MPPT(Maximum Power Point Tracking)算法,提高风力发电系统的风能转换率就显得尤为重要。 为更加准确的实现MPPT算法和最大化的得到电能,本文主要从两个方面进行分析和实现。首先对常用的垂直轴风力机进行数据(风速、扭矩、转速、功率等)采样,如Savonius型风力机、三戟型风力机等,并根据这些数据计算出各种工况下对应的最大功率;然后根据计算出的数据用C#语言在Visio Studio2010中编程来离线实现MPPT算法。得出的结论主要有: 1前期数据采集工作对MPPT算法的影响较大,这些数据直接影响到算法最后输出的最大功率和转换效率。 2实验结果说明在一定的风速下,最大功率处总有一个最佳转速与之相对应,捕捉或者计算出这个最佳转速-功率点就可以使风能最大化的转化为电能。 3MPPT算法最后输出的结果与试验结果保持一致。 由于MPPT算法使用的是Savonius型风力机的数据,所以本文MPPT算法中的运行结果皆以此类型风力机为例来进行说明。尽管Savonius型风力机属于传统的垂直轴风力机,只要事先完成相应垂直轴风力机的数据采集,,本文的MPPT算法也可推广到其它类型的垂直轴风力机。
[Abstract]:Wind energy has become one of the fastest growing energy sources in the world in recent 10 years with the advantages of clean, low cost and inexhaustible, and wind power generation is the most potential clean energy with industrial development. Has become an important part of the global energy structure. However, the energy density of wind energy is low and has the characteristics of randomness, instability and uneven distribution, which brings a lot of problems to the utilization of wind energy. Therefore, it is very important to study MPPT (maximum Power Point tracking) algorithm to improve the wind power conversion rate of wind power system. In order to realize MPPT algorithm more accurately and maximize the electric energy, this paper mainly analyzes and implements the MPPT algorithm from two aspects. Firstly, the data (wind speed, torque, speed, power, etc.) of the vertical axis wind turbine are sampled, such as Savonius wind turbine, Trident wind turbine and so on, and the corresponding maximum power is calculated according to these data. Then, based on the calculated data, the MPPT algorithm is implemented offline by programming in Visio Studio 2010 with C # language. The main conclusions are as follows: (1) the early data acquisition has a great influence on MPPT algorithm, which directly affects the maximum output power and conversion efficiency of the algorithm. 2 the experimental results show that under certain wind speed, There is always an optimal rotational speed corresponding to it at the maximum power level, and the maximum conversion of wind energy to electric energy can be achieved by capturing or calculating the optimal rotational speed and power point. The final output of the 3MPPT algorithm is consistent with the experimental results. Since the MPPT algorithm uses the data of Savonius wind turbine, the running results of MPPT algorithm are illustrated by examples of this type of wind turbine. Although Savonius wind turbine belongs to the traditional vertical axis wind turbine, the MPPT algorithm in this paper can be extended to other vertical axis wind turbines as long as the data collection of the corresponding vertical axis wind turbine is completed in advance.
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM614

【参考文献】

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本文编号:2077483

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