利用模糊控制器A提高风力发电效率

捕获最大功率的过程首先是一个转速控制过程。模糊逻辑控制器A通过调整风轮转速，使之与通过风轮的风速相适应，从而获得最大能量转换效率。其工作原理如图9-5所示。当转速为n₁，风速为v₁时，发电机的工作点为A；这时控制器需要对转速进行调整，当转速从n₁调整到n₂时，发电机的工作点将从A点调整到B点，从而获得该风速下的最大功率输出；如果风速继续增加到v₃，输出功率将跳跃到D点，然后控制器将调整转速使工作点到达E点。如果风速降落到v₂，这时工作点变成G点，控制器通过调整转速，使工作点达到最大H点。

根据上述原理，模糊控制器对最佳工作点的实时搜索方案如下：

图9-5 最大功率的追踪过程

由于作用在风轮桨叶上的风速除桨叶自身以外是无法感知的，常规的方法是把风电机组当作风速仪，即通过测量风力机的输出功率来估算风速。根据这一线索，模糊控制器以功率测量值为依据，逐步改变电机转速：当输出功率的增量ΔP_o为正，同时电机转速的增量Δn_o也为正，则新的转速增量Δn_r继续保持在同一方向（为正）；当电机转速的增量Δn_o为正，而输出功率的增量ΔP_o为负，这时新的转速增量Δn_r为负，即搜索的方向相反。图9-6所示为转速控制框图。

图9-6 模糊控制器A的框图

据此，我们可以建立输入变量ΔP_o和Δn_o及输出变量Δn_r的模糊隶属函数（见图9-7），通过模糊规则矩阵来确定转速控制变量。(www.xing528.com)

ΔP_o和Δn_r的隶属函数的设置并不是均匀的，当变量接近0时，隶属函数的敏感性增加，以便在搜索迫近最佳点时，及时调整搜索步长。

模糊控制器A的判定规则见表9-3。例如，当ΔP_o为PM（正中），Δn_o为P（正），则输出变量Δn_r为PM（正中）

图9-7 模糊控制器A的隶属函数

表9-3 模糊控制器A的判定规则