胡 林

(安徽省?；鄱嗄茉赐顿Y建設有限公司,安徽 合肥 230041

0 引 言

在傳統(tǒng)風電系統(tǒng)MPPT控制中，由于未考慮到損耗對其控制的影響，導致風電系統(tǒng)MPPT控制波特率低。為解決傳統(tǒng)控制方法中存在的不足，以考慮損耗為前提，設計風電系統(tǒng)MPPT控制策略，致力于提高其控制波特率。

1 風電系統(tǒng)運行原理

在實施風電系統(tǒng)MPPT控制過程中，必須預先明確風電系統(tǒng)運行原理。風電系統(tǒng)運行原理示意圖，如圖1所示。

圖1 風電系統(tǒng)運行原理圖

基于圖1所示的風電系統(tǒng)運行原理，在考慮損耗的情況下，設計風電系統(tǒng)MPPT控制策略，具體內(nèi)容如下文所述。

2 考慮損耗的風電系統(tǒng)MPPT控制策略

2.1 采集風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)

在風電系統(tǒng)MPPT控制中，預先采集風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)，并將采集到的信號通過通信網(wǎng)絡傳遞到控制主站，由控制主站根據(jù)分析上報的風電系統(tǒng)控制信號，確定風電系統(tǒng)控制頻率以及控制區(qū)段[1]。通過分析控制數(shù)據(jù)可知，在控制過程中線路必然會出現(xiàn)損耗，因此下述需要處理采集到的控制數(shù)據(jù)。

2.2 考慮損耗下跟蹤風電系統(tǒng)MPPT控制最大功率點

在采集風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)的基礎上，通過MPPT，在考慮損耗的前提下，跟蹤風電系統(tǒng)控制最大功率點。MPPT控制器調(diào)節(jié)過程示意圖，如圖2所示。

圖2 MPPT控制器調(diào)節(jié)過程示意圖

結(jié)合圖2所示，考慮損耗下，通過MPPT控制器，跟蹤風電系統(tǒng)MPPT控制最大功率點，以此作為控制最高電壓電流值。

2.3 建立風電系統(tǒng)MPPT控制協(xié)議

在完成考慮損耗跟蹤風電系統(tǒng)MPPT控制最大功率點后，本文將應用通信網(wǎng)絡，遵循高級協(xié)議內(nèi)容，在支持多路同步自動化控制的行為上，對循環(huán)的次數(shù)進行具體限制[2]。本文建立的PPI風電系統(tǒng)MPPT控制協(xié)議具體信息見表1。

表1 PPI風電系統(tǒng)MPPT控制協(xié)議具體信息

結(jié)合表1所示，考慮到實際風電系統(tǒng)MPPT控制過程中信息量不大,上述建立的PPI高級控制協(xié)議即可滿足風電系統(tǒng)MPPT控制需求。

2.4 發(fā)送風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)

為進一步提高風電系統(tǒng)MPPT控制效率，以建立的風電系統(tǒng)MPPT控制協(xié)議為數(shù)據(jù)傳輸通道，基于單片機發(fā)送風電系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)[3]?；趩纹瑱C技術(shù)的集成功能，在相同結(jié)點數(shù)以及相同元器件數(shù)目的條件下，考慮損耗，根據(jù)不同運行指標的變換，對風電系統(tǒng)控制低通、高通以及帶通三組形式的放大器參數(shù)進行選擇。為了滿足風電系統(tǒng)MPPT控制的智能化程度，本文選用的MPPT微控制器具有自動斷開的功能。由上述得出，基于單片機技術(shù)通過在風電系統(tǒng)中設置8個固定節(jié)點，node+和node-分別占用2個三位二進制代碼。Value指的是對應器件的數(shù)值，占用1個九位二進制代碼。基于單片機，對風電系統(tǒng)運行不僅可實施直線運動控制，也可實現(xiàn)智能化的曲線圓周控制。單片機技術(shù)在風電系統(tǒng)控制中最主要的應用為負責發(fā)送風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)，在通信協(xié)議上采用自由端口模式，通信協(xié)議中的內(nèi)容則利用語句表來進行編程。通過狀態(tài)字節(jié)表示傳輸能力；通過傳輸?shù)刂繁硎緮?shù)據(jù)的傳輸目標；利用數(shù)據(jù)字節(jié)配置通信端口。基于單片機技術(shù)發(fā)送風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)匯編語言，如圖3所示。

圖3 發(fā)送風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)匯編語言圖

根據(jù)圖3所示，基于單片機技術(shù)進行端口通信控制操作，發(fā)送風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)，從而完成風電系統(tǒng)MPPT控制數(shù)據(jù)傳輸。

2.5 實現(xiàn)風電系統(tǒng)MPPT控制

在對風電系統(tǒng)進行MPPT控制時，本文將控制策略劃分為風速控制和負荷控制兩個部分，采用集中控制與分散控制相結(jié)合的方式，協(xié)調(diào)兩種不同控制對象的策略。將負荷控制作為分散控制的主要控制對象，將風速控制作為集中控制的主要控制對象。明確主要控制對象后，利用計算機接口控制風電系統(tǒng)，通過映射出2個四位數(shù)的八進制數(shù)，最終獲得在每個控制點位上的控制數(shù)據(jù)。再利用特定的變量數(shù)據(jù)對風電系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)進行映射，形成區(qū)域性的映射。將風電系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具體的參數(shù)控制，用戶只需事先將規(guī)定的控制限制輸入到風電系統(tǒng)當中，通過風電系統(tǒng)自動檢測是否執(zhí)行控制參數(shù)的改變。再利用計算機的端口狀態(tài)存儲控制數(shù)據(jù)及控制信息，并將其輸入到相應的映射區(qū)域當中，通過在區(qū)域映射中對應的控制語義、詞義等分析得出正確的控制結(jié)果，實現(xiàn)風電系統(tǒng)MPPT控制功能。

3 實例分析

3.1 實驗準備

構(gòu)建實例分析，實驗對象選擇某風電系統(tǒng)，該風電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示。

圖4 風電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)合圖4所示，本次實例分析具體流程為：首先，使用本文考慮損耗下設計方法MPPT控制風電系統(tǒng)，通過MATALB測試控制波特率，并記錄，將其設為實驗組；再使用傳統(tǒng)方法MPPT控制風電系統(tǒng)，同樣通過MATALB測試控制波特率，并記錄，將其設為對照組。由此可見，本次實驗主要內(nèi)容為測試兩種系統(tǒng)的控制波特率，控制波特率數(shù)值越高證明該系統(tǒng)的控制效率越高。

3.2 實驗結(jié)果與分析

整理實驗數(shù)據(jù)，見表2。

表2 控制波特率對比表

通過表2可知，本文設計的控制方法控制波特率明顯高于對照組。由此可見，考慮損耗后的控制方法能夠在限定時間內(nèi)實現(xiàn)對風電系統(tǒng)的高效控制，具有推廣價值。

4 結(jié)束語

本文通過實例分析的方式，證明了設計風電系統(tǒng)MPPT控制方法在實際應用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設計的必要性。因此，有理由相信通過本文設計，能夠解決傳統(tǒng)風電系統(tǒng)MPPT控制中存在的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對本次控制波特率測定結(jié)果的精密度與準確度進行檢驗，以致未能進一步提高控制波特率測定結(jié)果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中需加以補足。此后，還需要對風電系統(tǒng)的優(yōu)化設計提出深入研究，以此為提高風電系統(tǒng)的運行質(zhì)量提供建議。