模糊控制器B：发电机效率的优化实现

由于风力发电机大部分时间运行在额定负载以下，因此发电机转子气隙磁通可以减少到额定值以下，以减小电机铁损，从而提高发电机工作效率。减小磁通以提高发电机效率的原理如图9-8所示。

转速趋于稳定状态条件下（Δn_o小于设定值一定时间）的最佳转速由模糊控制器A建立后，这时发电机工作在额定磁通下。为了进一步提高发电机效率，通过减小定子电流i_ds的磁化分量，减小发电机气隙磁通。但这样会导致发电机定子电压降低而降低转矩。为了保持转矩不受影响，要通过设置模糊控制器C增加转矩电流i_qs。当磁通逐步减小时，电机的铁损也相应减小；而由于转矩电流的增加，发电机的铜损和变频器损耗将逐渐增加，系统总的损耗逐渐下降经过最低点后又开始上升，这一结果可以在变频器直流耦合功率P_D上得到反映。图9-9所示是电机效率优化过程的控制框图。

图9-8 发电机效率优化原理

模糊控制器B的隶属函数如图9-10所示。

控制器对电机输入直流功率P_D进行采样并与前次采样值进行比较，以确定增量ΔP_D，同时检测励磁电流增量Δi_ds。当直流功率增量ΔP_D为负，励磁电流增量Δi_ds为负，表示可进一步减小励磁电流i_ds，则在同一方向继续搜索，当直流功率增量ΔP_D为正，励磁电流增量Δi_ds为负，表示损耗已开始偏离最低点，控制器即开始反向搜索，同时调整搜索步长。据此可以建立模糊判定规则，确定新的励磁电流增量。模糊控制器B的判定规则见表9-4。(www.xing528.com)

图9-9 模糊控制器B的控制框图

图9-10 模糊控制器B的隶属函数

例如当功率增量ΔP_D为NM，且励磁电流增量Δi_ds为N，则新的励磁电流增量Δi_ds为NM。