风力发电系统的MPPT算法及实现风力发电系统的MPPT算法及实现一、引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注。
在风力发电过程中，最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)算法的设计和实现对提高风力发电系统的电能输出效率至关重要。
本文将重点介绍风力发电系统的MPPT算法及其实现方法。
二、风力发电系统的原理风力发电系统由风轮、发电机、转换器和电网组成。
风轮将风能转化为机械能，通过发电机将机械能转化为电能，再经过转换器将电能转化为适合电网输入的电能。
在风力发电系统中，风轮的转速与发电机输出电压和电流之间的关系是非线性的。
为了使系统能够以最大效率工作，必须对风力发电系统进行MPPT控制。
三、MPPT算法的原理MPPT算法的目标是通过调整发电机的电压和电流，使得系统在任何风速下都能以最大功率输出。
最常用的风力发电系统的MPPT算法是皮尔斯(Perturband Observe, P&O)算法。
该算法的原理是通过不断扰动发电机的电压和电流，观察此时系统的功率变化情况，从而找到最大功率点。
具体的算法步骤如下：1. 根据当前风速和发电机特性曲线，设置初始电压和电流；2. 测量当前电流和电压，并计算出系统的功率；3. 对电压或电流进行微小扰动，比较扰动前后系统功率的大小；4. 若功率增加，则继续以相同方向扰动电压或电流；若功率减小，则改变扰动方向；5. 循环执行步骤3和步骤4，直到找到最大功率点。
四、MPPT算法的实现MPPT算法的实现需要有合适的控制器进行支持。
在风力发电系统中，常采用微处理器或DSP作为控制器，实现MPPT算法。
控制器的具体实现步骤如下：1. 采集风速和发电机的电流和电压信息；2. 根据采集到的信息，通过MPPT算法计算系统的最大功率点；3. 调整发电机的电压和电流，使其工作在计算得到的最大功率点；4. 不断更新发电机的电压和电流，保持系统在最大功率点工作。
简析几种垂直轴风力机叶片攻角调整方法的优缺点简析几种垂直轴风力机叶片攻角调整方法的优缺点从达里厄发明升力型垂直轴风力机至今已80多年了，但一直未能广泛应用，主要是自身的一些缺点妨碍了应用,不能自起动是其重要的缺点, 主要的缺点还是对风力的变化范围与负荷的变化范围要求过窄，这也涉及它不能调速的缺点。
1. 固定叶片升力型垂直轴风力机的主要问题传统达里厄风力机采用ф形叶片，目前较多采用直叶片（H型）结构，达里厄风力机的叶片相对于风轮是固定的，也就是叶片弦线角度是不可调的。
图1是风轮的叶片分布图。
图1 垂直轴风力机叶片分布图升力型风力机是利用叶片的升力推动风轮旋转做功，对于多数普通翼型的叶片在理想状态下，在攻角为0至15度能产生升力，而在8至13度能产生大的升力且阻力较小。
图2是风力机的叶片旋转到风轮向风侧（0度位置）时的气流与受力图。
叶片在正常与失速时升力阻力对比图图2左侧图中叶片受到相对风速W的作用产生升力L与阻力D，相对风速W与叶片弦线的夹角即叶片的攻角α约为14度，相对风速W由风速V与叶片运动速度u合成，此时的叶片运动的速度约风速的4倍，即叶尖速比为4。
升力L与阻力D的合力为F，该力对风轮的力矩力为M，是推动风轮旋转的力。
在叶尖速比为4时，叶片运行在向风侧或背风侧均能产生推动风轮旋转的力矩，仅在两侧（90度与180度）附近升力很小，会有不大的负向力矩。
在图2右侧图中风速增加了一倍，叶片运动的速度未变，叶尖速比约为2，叶片的攻角α约为27度，叶片工作在失速状态，此时叶片产生的升力L下降了，阻力D大大上升了，相对风轮产生的力矩力M 为负向，是阻止风轮旋转的，而且在这种风速与转速下叶片运行在大多数位置均产生负向力矩。
其实叶片在叶尖速比为4（α为14度）时已在失速的边沿，低于4时升力L已不再增加，阻力D已明显上升，风叶产生的力矩力M有可能为0或负向。
好在叶片运行在0度至90度中间一段区域叶片攻角较小能产生正向力矩、在90度至180度、180度至270度、270度至360度的中间也有这样一段区域。
风电机组叶片力学优化分析作者：殷雨泽来源：《城市建设理论研究》2013年第12期摘要：本文首先介绍了叶片气动设计理论和方法，然后阐述了目前风电叶片结构设计中存在的问题，最后进行了叶片载荷计算及强度分析。
关键词：风电机组；叶片；力学；优化分析中图分类号：TM925.11 文献标识码：A 文章编号：风力发电是获得清洁、可再生能源的主要技术形式之一,将成为我国未来发展速度最快的新能源产业。
近年来，国内外的风电产业发展很快，对相关的设计技术提出了更高的要求。
按照国家规划，未来15年风电设备市场份额将高达2100亿元。
风力机叶片作为风力发电机中最关键的部件之一，达到整机价值的20％左右。
由于风电叶片是实现风能转换的重要环节，对机组的整体性能影响很大，由于风电机组大型化，技术难度不断提高，有关的设计方法始终是研究的热点。
叶片是接受风能的主要部件，也是风力发电中的关键基础部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定性因素。
风电机组的输出功率以及作用在风轮上的轴向推力与叶片长度近似成二次方关系，叶片重量与叶片长度近似成三次方关系，所以，随着风电机组的大型化，叶片长度、叶片重量和整机所承受的载荷将不断增加，从而给叶片的运输和安装带来非常大的困难。
同时，由于整机载荷的提高，机组其他部件的成本也将有相应的增加。
另外，由于现代大型风电机组叶片普遍采用细长结构，所以随着叶片长度的增加，叶片的刚度越来越小，柔性越来越大，叶尖变形和风电机组气动弹性问题将更加突出。
从2002年开始，美国Sandia实验室开展的Wind PACT Blade System Design Study(BSDS)项目对1MW～10MW风电机组叶片的设计制造等问题进行了较为全面的研究。
研究结果表明：在靠近叶根的位置采用钝尾缘厚翼形，能够在维持良好的气动性能的同时，有效减轻叶片重量；叶片主承力件采用碳纤材料不仅能减轻叶片重量，还能提高叶片刚度，减少叶尖变形量，成本只有较少的增加。
