最大风能捕获控制的基本策略优化

从7.2.1节的分析可知，实现最大风能捕获的关键是提高风能利用系数。这就需要根据风速的变化及时调整风力机的转速，时刻保持叶尖速比为最佳值，实现风力发电机组在变速运行时的最大风能捕获。目前最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）的控制策略已经被广泛应用。根据各种不同MPPT控制策略的特点，把它们划分为以下三种。

1.最佳叶尖速比控制

最佳叶尖速比（Tip Speed Ratio）控制是指随着风速的变化及时调整风力发电机的转速，控制叶尖速比时刻为最佳值。这种控制方法是实现MTTP最直接的方法，而且计算也十分简单。但它的缺点是要实时、准确地测量风速和发电机的转速，这就必须要用到转子位置传感器和风速传感器，这些器件不仅增加整个系统的成本，而且也影响系统的稳定性。

2.功率信号回馈控制(www.xing528.com)

功率信号回馈控制策略首先要建立整个风力发电系统在不同风速下的最大功率曲线（常用的是最大输出功率与发电机转速的曲线），然后用所得曲线为参考，在实际运行中根据发电机转速对应找出上述曲线中的最大功率值，并以此对发电机功率进行调节，使发电机运行在最大功率曲线上。这种控制策略与最佳叶尖速比控制策略相比无需测量实时风速，省去了风速传感器，降低了系统的成本。但它最大的缺陷在于，由于实际运行情况非常复杂，而根据以往经验绘制最大功率曲线又不能进行实时的修正，因此精准度一般。

3.爬山搜寻控制

根据前两种方法的不足，学者们提出了爬山搜寻控制算法。这种控制算法无需知道当前的风速，也不用测试不同风速下整个系统的运行特性，只要将一个很小的转速扰动施加到当前稳定的系统，然后根据输出功率的变化情况，通过建立数学最优化模型搜寻出发电机的最佳转速点，以此来调节发电机转速，使输出功率始终在最大功率点附近。