
MATLAB/Simulink仿真:直驱永磁同步风力发电系统,最大功率跟踪与转速电流双闭
环控制并网
直驱永磁同步风机这玩意儿现在可是风电界的当红炸子鸡,直接把齿轮箱给踹了,发电机和风机转
子硬核直连。这么干最大的好处就是机械损耗蹭蹭往下掉,维护成本也省了一大截。不过要想让这货在风
抽风似的随机变化里稳定输出,控制策略可得玩出花来。
咱先瞅瞅最大功率跟踪(MPPT)的套路。核心思想就是让风机转速跟着风速变,始终卡在最佳叶尖速
比上。Simulink里实现这个通常用查表法,把Cp-λ曲线预存进去。看这段参数初始化代码:
```matlab
wind_speed = 8:0.5:12; % 风速范围
optimal_tsr = 7.2*ones(size(wind_speed)); % 实测最佳速比
lookup_table = [wind_speed' optimal_tsr'];
```
这相当于给系统装了个智能导航,不管风怎么刮,控制器都知道该往哪个转速目标奔。实际跑起来
的时候,转速环会像老司机踩油门似的动态调整扭矩电流。
说到控制核心,转速电流双闭环才是真大腿。外环管转速,内环控电流,俩环配合得比德芙还丝滑。
看这个转速环的PI参数整定:
```matlab
Kp_speed = 0.85; % 比例项重点怼动态响应
Ki_speed = 0.03; % 积分项专治各种不服的稳态误差
```
内环电流控制玩的是矢量变换的骚操作,dq轴解耦做得那叫一个干净利落。坐标变换模块里藏着这
种代码:
```simulink
function [id,iq] = park_transform(ia, ib, ic, theta)
alpha = ia;
beta = (ib - ic)/sqrt(3);
id = alpha*cos(theta) + beta*sin(theta);
iq = -alpha*sin(theta) + beta*cos(theta);
end
```
这套算法直接把三相电流拍扁了揉碎了,整成旋转坐标系里的直流量,控制起来比交流量容易不止
一个量级。