最大功率
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最大功率范文第1篇
關鍵詞：功率放大器；熱敏電阻；測溫電路；功率控制
中圖分類號：TN87文獻標識碼：A文章編號：1005-3824（2014）03-0091-04
0引言
在移動通信過程中，移動設備距離基站時遠時近。當移動設備離基站比較遠時，需要移動設備具有足夠的功率，以便移動設備傳出的信息能夠傳輸到基站；當移動設備距離基站較近時，若其功率過大，則可能干擾其他用戶。功率控制的目的就是克服“遠近效應”，使系統既能維持高質量通信，又不對占用同一信道的其它用戶產生不應有的干擾。所以，功率放大器的控制在移動設備的正常運行中顯得十分重要。本文介紹了1種新型的功率控制裝置，并進行了驗證。
1硬件設計
1.1原設計方案
CDMA手機在最大功率時采用了開環功率控制方式，也就是上行鏈路和下行鏈路是不閉合的，手機的最大功率由自身來控制。圖1為現有技術中移動設備的開環時功率放大器控制電路的示意圖。基帶處理器指示收發機將特定功率的信號傳送到功率放大器，經功率放大器放大后的信號再經由耦合器調整到適當的功率等級，并由天線發送。從耦合器輸出的信號還通過檢波管/ADC轉換成數字信號并反饋回基帶處理器。基帶處理器根據從檢波管/ADC處反饋的信號來判斷當前天線發送的信號功率是否合適，并根據判斷的結果來指示收發機對其發送的信號功率做出相應的調整，從而實現最大功率控制。現有技術中的耦合器和檢波管/ADC構成硬件功率檢測電路[1]。
本裝置根據當輸出功率不同時，同一功率放大器釋放的熱能不同的原理，經大量實驗得出以下結論：在環境溫度不變時，功率放大器的表面溫度與其輸出功率以及發射信號的信道有關。即在特定信道、特定的輸出功率以及特定的環境溫度下，功率放大器的表面溫度是唯一的[2]。信道、輸出功率以及環境溫度這3個因素中任何1個因素發生變化，功率放大器的表面溫度也會隨之發生變化[3]。基于這一原理，根據大量實驗數據，提出1種通過溫度測量來增減功率放大器的輸出功率控制裝置。增減功率放大器的輸出功率通常稱為功率放大器的功率補償。
本裝置包括溫度檢測模塊，用于檢測所述移動設備的功率放大器的表面溫度；功率控制模塊，與溫度檢測模塊相耦合，用于根據所述溫度檢測模塊檢測到的表面溫度，使所述功率放大器的功率得到相應的補償。如圖2所示。
按照圖2所示，基帶處理器指示收發機發送特定功率的信號，信號經功率放大器放大，并由天線發射。在本實施例中，溫度檢測模塊為測溫電路。測溫電路與功率放大器相耦合，并將與功率放大器的表面溫度相關的數字信號ADC值反饋給基帶處理器。將與功率放大器的表面溫度相關的模擬信號進行模數轉換，即獲得該ADC值[4]。在本例中功率控制模塊由基帶處理器實現。基帶處理器中還包括存儲器，存儲器中存儲有溫度補償表。該溫度補償表中列出了最大功率應提高或降低的值，也可以列出最大功率在當前狀態下應該達到的值。關于溫度補償表的詳細描述參照表1和表2。基帶處理器根據從測溫電路反饋的信號調用溫度補償表中的相應值，并指示收發機調整其發射功率，從而達到功率控制。
3驗證和分析
由于此裝置硬件上去掉了檢波管和耦合器器件，僅采用測溫電路，從而使移動設備射頻前端的電路板空間大大減小，硬件成本也大大降低，同時也縮減了手機生產時的最大功率校準項，進一步提高了生產測試效率。
最大功率范文第2篇
【關鍵詞】光伏發電；最大功率點跟蹤；模糊控制
0 引言
面對日益枯竭的化石能源和不斷惡化的生態環境，人類需要進行第三次能源結構轉換，從礦物能源向可再生能源轉換，用可再生能源替代礦物能源，用無碳能源、低碳能源替代高碳能源[1]。在不同的外界條件下，光伏電池可運行在不同且唯一的最大功率點（maximum power point，mpp）上。為了最大限度地將光能轉化為電能，實現光伏電池的最大功率輸出，光伏電池的最大功率點跟蹤技術已成為本課題研究的熱點。
1 光伏電池特性分析
太陽能電池的基本特性可以用電流和電壓的關系曲線來表征，電流、電壓之間的關系自然又是通過其他一系列參變量來表征，特別是和投射于太陽能電池表面的日照強度有關，當然也和太陽能電池的溫度以及光線的光譜特性等有關。光伏電池的輸出電流與輸出電壓的關系可以由如下公式來表達：
i=iph-i0exp■-1-■（1）
式中：i——光伏電池的輸出電流（a）；v——光伏電池板的輸出電壓（v）；q——一個電子所含的電荷量（l.6×10-19c）；k——波爾茲曼常數（l.38×10-23j/k）；t——光伏電池板表面溫度（k）；n——光伏電池板的理想因數（n=1-5）；i0——二極管飽和電流。
在matlab中根據上述公式可以建立光伏電池的仿真模型，光伏電池的matlab仿真模型如圖1所示：
圖1 光伏電池的matlab仿真模型
圖2 光照和溫度對太陽能電池的影響
根據光伏電池的matlab仿真模型可以繪制出不同輻照度和不同溫度條件下的i-v、p-v曲線如圖2所示。其中圖（a）、圖（c）標注為輻照度，單位為w/m2；圖（b）、圖（d）標注為陣列表面溫度，單位為℃。
從圖2四組特性曲線可以看出輻照度主要影響太陽光伏電池的短路電流，而溫度則影響太陽能電池的開路電壓，在一定的光照和溫度條件下，太陽能光伏電池存在單峰值最大功率。
2 幾種傳統的最大功率跟蹤方法
2.1 恒定電壓法
恒定電壓法（constant voltage method，cv）在太陽能電池溫度變化不大時，太陽能電池的輸出p-v 曲線上的最大功率點幾乎分布于一條垂直直線的兩側。因此，若能將太陽能電池輸出電壓控制在其最大功率點時的電壓處，這時太陽能電池將工作在最大功率點。恒定電壓法特點是：檢測參數少、對硬件電路的要求低、實現比較容易，但是跟蹤控制的效率差、僅適用于小功率發電設備中。
2.2 擾動觀察法
擾動觀察法（perturb and observe method，po）是通過對系統的輸出電壓、電流或pwm信號上疊加一個或正或負的擾動，在跟蹤控制過程中，通過不間斷地比較系統的輸出功率值來判斷所受的擾動是增強型的還是削弱型的，進而對控制pwm脈沖信號進行調節，實現最大功率跟蹤控制。擾動觀察法的特點是：實現起來比較容易，但是在最大功率點附近的波動現象會影響系統的輸出，特別是在天氣狀況惡劣的情況下，甚至于不能實現系統的最大功率跟蹤控制。
2.3 電導增量法
電導增量法（incremental conductance method，ic）是根據光伏電池的輸出特性中電壓和功率的關系實現控制的。電導增量法的特點：實現起來比較容易，而且與擾動觀察法相比，在最大功率點附近沒有較大的波動現象，但此方法在實踐中對硬件的要求較高，不僅系統成本增加，最大功率跟蹤控制調節的周期也會增加，影響了控制的時實性，如果在環境惡劣、天氣情況多變的情況下是不太適合使用的。
3 模糊控制法
模糊邏輯控制的mppt方法是基于光伏電池溫度與負載情況的變化、輻照度的不確定性以及光伏電池輸出特性的非線性特征而提出的[2]。為實現mppt控制，模糊控制系統將采樣得到的數據經過運算，判斷出工作點與最大功率點之間的位置關系，自動校正工作點電壓值，使工作點趨于最大功率點。
3.1 模糊控制器的輸入和輸出變量
定義模糊邏輯控制器的輸出變量為工作點電壓的校正量du，輸入變量則分別為光伏電池p-v特
曲線上連續采樣的兩點連線的斜率值e以及單位時間斜率的變化值ce，即
e（k）=■（2）
ce（k）=e（k）-e（k-1）（3）
其中，p（k）和u（k）分別為光伏電池的輸出功率及輸出電壓的第k次采樣值。顯然，若e（k）=0，則表明光伏電池已經工作在最大功率輸出狀態。
3.2 模糊化
將模糊集合論域e和ce分別定義為5個模糊子集，即
e={nb，ns，ze，ps，pb}；ce={nb，ns，ze，ps，pb}
其中，nb，ns，ze，ps，pb分別表示負大，負小，零，正小，正大。
根據光伏系統特征，采用均勻分布的三角形隸屬度函數來確定輸入變量（e和ce）和輸出變量（du）不同取值與相應語言變量之間的隸屬度。如圖3所示，e﹑ce﹑du中任一變量的隸屬度函數圖相同。
圖3 隸屬度函數示意圖
3.3 模糊推理運算
模糊邏輯控制器的作用是調節控制信號du使光伏系統工作在最大功率輸出狀態。對圖4所示的光伏電池p-v特性曲線進行分析，可以得出mppt的邏輯控制規則，即：當e（k）>0，ce（k）<0時，p由左側向pmpp靠近；則du應為正，以繼續靠近最大功率點；當e（k）>0，ce（k）≥0時，p由左側遠離pmpp；則du應為正，以靠近最大功率點；當e（k）<0，ce（k）≥0時，p由右側向pmpp靠近；則du應為負，以繼續靠近最大功率點；當e（k）<0，ce（k）<0時，p由右側遠離pmpp；則du應為負，以靠近最大功率點。 圖4 mppt的邏輯控制規則示意
由mppt的邏輯控制規則，可以得到表1所示的模糊控制規則推理表，該表反映了當輸入變量e和ce發生變化時，相應輸出變量du的變化規則。由此即得出du對應的語言變量。
表1 模糊規則推理表
3.4 清晰化
清晰化是指根據輸出模糊子集的隸屬度計算出確定的輸出變量的數值。本文清晰化采用面積重心法。面積重心法的計算公式如下：
du=■（4）
式中，du為模糊邏輯控制器輸出的電壓校正值。根據給出的隸屬度函數，e、ce按照其取值對應于相應的語言變量，依據表1可以判斷出輸出變量du對應的語言變量，該語言變量在隸屬度函數中對應的數值區間的中心值即為ui。μ（ui）是對應于ui權值，由隸屬度函數決定e、ce對應于相應的語言變量的權值根據max-min方法計算得到。
4 仿真實驗
4.1 仿真模型
本文中的逆變器拓撲結構為單相全橋，采用電流內環、直流電壓中環以及mppt功率外環的三閉環控制[3]。電流內環主要由電網電壓和電流采樣環節、電壓同步環節、電流調節器、pwm調制和驅動環節等組成，以此實現直流到交流的逆變以及網側單位功率因數正弦波電流控制；直流電壓中環主要由直流母線電壓檢測、電壓調節器等組成，以調節直流母線電壓；mppt功率外環主要由輸入功率采樣環節和功率點控制環節等組成，mppt功率外環的輸出作為直流電壓中環的直流電壓指令，通過直流電壓中環的電壓調節來搜索光伏電池的mpp，從而使并網光伏系統實現mppt運行。圖5為并網光伏發電系統的仿真模型，根據光伏電池的數學模型，通過matlab/simulink對光伏電池進行建模并封裝，光伏電池的光照強度和環境溫度的變化由signal builder模擬，系統中的部分算法和傳遞函數采用s-funtion builder編寫實現，pwm模塊采用dds算法來實現逆變器輸出電流對電網電壓的相位跟蹤。
4.2 仿真結果
在仿真過程中，算法采用ode23tb，仿真時間設置為4s，采樣周期設置為為5e-7s。圖6為當太陽光照強度從1000w/m2突變到800w/m2，再由800w/m2突變到600w/m2條件下的最大功率點跟蹤曲線。從圖中可以明顯看出，模糊控制法在0.15s處基本已經跟蹤到最大功率點，并且比較穩定；而擾動觀測法則在0.45s處才能跟蹤到最大功率點，并且由于存在一定的擾動步長而未真正達到最大功率點，使得輸出功率穩定在最大功率點附近的某功率值處。
圖6 光照突變條件下的最大功率點跟蹤曲線
圖7 相位跟蹤曲線
圖7為采用模糊控制的光伏系統逆變器輸出電流跟蹤電網電壓的過程。從圖中可以看出逆變器輸出電流在0.14s內基本達到與電網電壓同頻同相，實現單位功率因數并網。
綜上分析可知，采用模糊控制的光伏并網發電系統具有良好的系統響應特性和系統穩態特性，使輸出功率穩定在最大功率點處。
5 結語
本文對光伏電池的工作特性進行詳盡分析
并建立仿真模型，在分析幾種傳統最大功率點跟蹤方法的缺點后，提出了基于模糊控制的最大功率點算法。仿真結果表明：模糊控制法可以有效提高光伏電池的能量利用率，當外界光照強度變化時，系統能迅速穩定在最大功率點處，提高系統的動態特性和穩態性能。
【參考文獻】
[1]禹華軍，潘俊民.光伏電池輸出特性與最大功率跟蹤的仿真分析[j].計算機仿真，2005.
[2]曹旭陽.獨立光伏路燈系統mppt控制器設計[d].青島：中國海洋大學，2007.
最大功率范文第3篇
關鍵詞： 最大功率追蹤；不均勻光照；光伏電池
中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0720018-03
A novel maximum power point tracking method under partially shaded insolation conditions
YAN Li-yang（Fudan University，Shanghai，200043）
XU Di（Purdue University, West Lafayette, IN, 47907，US）
Abstract: This research aims to design a maximum power point tracking algorithm which tracks the global maximum among multiple local maximums. The research was based on a significant number of data simulations of photovoltaic cell and the discovery that PV panels’ P-I curves obey the following rule. The values of local maxima monotonically decrease with respect to the distance from the global maximum. Moreover, statistical studies have been conducted on the slopes of the curves, distances between two local maxima, etc. Based on these observations and discoveries, the algorithm was thus designed. The algorithm obtains the location of the global maximum of a PI curve by partially scanning the curve, during which “Regional Scanning Mechanism” is adopted to enhance the precision and efficiency of the algorithm. In addition, this article compares another two simple and fast P&O algorithms, discovered their appropriate uses and applies them smoothly in real practices. The design of this algorithm also ensures reasonable time complexity, efficiency and guarantees that no maxima will be ignored. It is also equipped with an interesting property such that the more the maxima a PI curve possesses, the faster the algorithm is correspondingly.
0 引言
隨著化石燃料資源的減少和環境污染的加重，太陽能發電越來越具有研究價值。光伏電池板作為太陽能的接收器，其上接收到的光照決定了能采集到的能量。根據光伏電池的伏安特性，其輸出端的P-I曲線上存在一個峰值，如圖1中的藍線。這個工作點稱為最大功率點（MPP）。輸出曲線的形狀受溫度和照度影響，最大功率點會產生漂移，最大功率追蹤（MPPT）的目的是使工作點始終保持在最大功率點上，無論環境怎樣變化都能獲得最大輸出。
圖1 光伏板P-I特性（光照均勻-藍線，光照不均勻-紅線）
Fig.1 P-I curve of PV panel
本文實現最大功率追蹤的電路器件是DC/DC變換器。DSP對光伏電池輸出端的電參數進行實時采樣，并通過算法計算出合適的開關占空比D，從而調節光伏電池輸出端的電壓和電流，實現最大功率追蹤。
P&O法是最簡單的最大功率追蹤算法。首先對光伏板的電壓施加一個擾動V，若由此產生的功率變化P為正，說明擾動的方向正確，并繼續施加相同的擾動。若P為負，則改變擾動方向。
在光伏板受到不均勻光照時，P-I曲線出現了多峰值，如圖1的紅線。這時P&O法可能失效，曲線上只有全局峰值（最高的峰值）才是最大功率點，P&O法可能使工作點處在局部峰值上，造成功率損失。
最大功率范文第4篇
關鍵詞：風光互補發電系統；最大功率跟蹤控制；仿真
中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)21-5241-02
Research on Maximum Power Point Tracking Control for Small-scale Wind/PV Hybrid Generation Systems
CUI Xiao-ming1, QIAO Yan-jun2
(1.School of Information EngineeringInner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China ; 2.Beijing Jingneng New Energy Co.Ltd, Hohhot 010070, China)
Abstract: Both the stand-alone wind power generation system and photovoltaic generation system have their own limitations, so that the stand-alone wind/PV hybrid generation system which combines wind with PV power generation, the simulation models of components of wind and PV subsystem as well as the whole system have been established, and the simulation study has been carried out to test the maximum power tracking control. The result shows that although solar irradiation and load are changeable, the maximum power tracking control can realize MPPT of wind and PV subsystems. The simulation results verify the correctness and feasibility of the maximum power tracking control strategy.
Key words: wind/PV hybrid generating system; maximum power tracking control; simulation
風力發電和太陽能發電具有不枯竭、方便、清潔、無噪音等優點，尤其在廣大邊遠地區，充分利用其優勢，對建立獨立可靠的能源供應系統有著重大的意義。太陽能和風能在轉換過程中受到季節、地理、氣候條件等多種因素的制約，而且兩者在時間變化分布上有很強的互補性，只有揚其兩能各自之長，補其兩能各自之短，相互配合利用，因地制宜，才能發揮出最大的作用。太陽能和風能在時間上的互補性使得風光互補發電系統在資源分布上具有很好的匹配性[1-2]。
1 獨立運行風光互補發電系統結構
獨立運行風光互補發電系統由風力發電機、光伏陣列、DC/DC變換器（Buck）、蓄電池、控制器和逆變器、負載等組成，如圖1所示。
2 獨立運行風光互補發電系統最大功率跟蹤控制
最大功率跟蹤（MPPT）控制實際上就是一個尋優的過程，就是在不同的外界條件下，調節系統參數，使系統實際輸出的功率曲線與最佳功率曲線吻合[3-4]。
2.1 風力發電系統最大功率跟蹤控制
風力發電系統的最大功率跟蹤控制是通過控制風力機轉速在不同風速下向最佳轉速變化來實現的。本文采用最大功率給定法，通過調節Buck變換器的占空比來實現風力機最大功率跟蹤控制。
對于定漿距風力機在最佳葉尖速比λopt時對應最大風能利用系數Cpmax，輸出最大功率
Pmax=kω3其中 k=0.5ρπR5Cpmax/λ3opt （1）
假定系統始終運行在最佳葉尖速比λopt，風力機的機械功率與轉速的三次方成比例，根據發電機轉速推測風力機最大輸出功率，將此推測功率作為發電機功率的給定，以比較所得的誤差信號來調節發電機的輸出，通過PWM（脈寬調制）方式調節DC/DC變換器的占空比進行阻抗變換，實現最大功率跟蹤控制。發電機轉速可以根據輸出交流電壓頻率與轉速之間關系獲得，整個系統不使用機械傳感器，有利于提高系統可靠性。
通過測量風力發電機轉速推測風力機的最佳葉尖速比，進而可以得到風力機的最大輸出功率，將該最大輸出功率作為發電機功率的給定，與系統輸出的實際功率通過PID調節后產生PWM信號來調節DC/DC變換器的占空比進行阻抗變換，實現最大功率跟蹤控制，其控制結構圖如圖2所示。
2.2 光伏發電系統最大功率跟蹤控制
本文采用擾動觀測法，通過調節Buck變換器的占空比來實現光伏陣列最大功率跟蹤控制。光伏電池的輸出功率與日照強度和環境溫度有很大的關系，為了使光伏電池在任意的日照和溫度下，都能有最大功率的輸出，即光伏電池始終工作在最大功率點處，首先要確定最大功率點在光伏電池伏安特性曲線上的位置[5]。
圖3 最大功率點跟蹤原理 圖4 MPPT控制結構圖
如圖3所示，選定一定光強的I-V輸出特性曲線即圖中所示實曲線，虛曲線為系統等功率曲線。直線1為負載阻抗Z的負載特性，它與特性曲線的交點為a，即為系統的工作點，輸出功率P0=I0V0。顯然，對應不同的負載阻抗Z，負載特性斜率不同，工作點有所不同，光伏電池在工作點上的輸出功率P0也不同。如圖所示，系統最大功率點為等功率曲線與系統輸出特性曲線的交點，即b點，輸出功率為Pm=ImVm。如果不改變負載特性，則系統工作在a點，但a點的輸出功率P0小于最大功率點b點處的功率Pm。DC/DC變換器具有變換阻抗的作用，通過調節占空比D，可以改變直流電壓變換器的輸入阻抗，即改變系統負載阻抗Z，使負載特性與輸出特性的交點從a點移到b點，使系統工作在最大功率點b處，即光伏電池工作在最大功率點上或附近的狀態，從而實現最大功率跟蹤控制。
如圖4所示，在MPPT控制過程中，首先施加給定電流Iref的擾動量，然后檢測IPV，VPV的值，根據功率變化情況確定擾動方向，產生下一步的Iref，與DC/DC變換器輸出電流比較后，經PI調節，通過PWM方式調節DC/DC占空比，如此循環往復，進而實現最大功率跟蹤控制。在擾動過程中，如果擾動步長大，則跟蹤速度快，但可能在最大點穩態附近有振蕩情況，而這些振蕩將減少光伏陣列能量轉換效率。如果步長太小，可以有效減小在最大功率點附近的振蕩，進而增大光伏陣列的能量轉換效率，但系統響應速度將變慢，如果環境條件發生較快變化時，有可能偏離最大功率點，實時跟蹤效果較差。因此，合理設置擾動步長對于跟蹤最大功率點的快速性、準確性有決定性作用。
3 系統最大功率跟蹤控制仿真研究
3.1 系統仿真模型的建立
風光互補發電系統的仿真模型由風力發電系統、光伏發電系統、蓄電池、負載、控制器組成，其中，風力發電和光伏發電兩個子系統提供電能，控制器通過調節兩個子系統的Buck電路的占空比，來實現對風力發電和光伏發電兩個子系統的發電狀態的集成控制。系統仿真模型如圖5所示。
3.2 系統最大功率跟蹤控制仿真結果
風/光互補發電系統仿真的目的是借助仿真環境對系統的運行與控制原理、系統的可行性進行分析，進而提高該類系統的供電質量及競爭性。對系統的各個主要部件進行建模，然后將它們連接起來構成系統的總體模型進行仿真研究。如圖5所示的仿真電路，其中風電系統額定功率為1kW；光伏系統功率為280W；蓄電池組容量為24V，200Ah，由2只12V/200Ah的蓄電池進行串聯構成蓄電池組。用Buck變換器進行功率調節。
圖6是系統最大功率跟蹤控制狀態的仿真結果。從中可以看出，光伏陣列輸出功率與日照強度變化趨勢一致，風電系統輸出功率也跟隨風速的變化，表明光伏子系統和風電子系統同時處于最大功率跟蹤控制狀態。
4 結論
風光互補發電系統具有良好的應用前景。本文的小型風光互補發電系統由風力發電機、光伏陣列、蓄電池組、Buck變換器、控制器和負載組成。為了實現小型風光互補發電系統的優化及可靠運行，在分析系統組成及工作原理的基礎上，研究系統的最大功率跟蹤控制策略，通過仿真研究驗證系統最大功率控制策略的正確性和可行性，為今后完善風光互補發電系統研究提供了參考和借鑒。
參考文獻：
[1] 吳昌倫.中國可再生能源發展展望[J].中國能源,1997,3:42-44.
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[3] Nicola Femia, Giovanni Petrone, Giovanni Spagnuolo. Optimization of Perturb and Observe Maximum Power Point Tracking Method [J].IEEE.Transaction on Power Electronics,2005, 20(4):963-973.
[4] Youngseok Jung，Junghun So，Gwonjong Yu etc. Improved Perturbation and Observation Method (IP&O) of MPPT Control for Photovoltaic Power Systems[J]. IEEE. Transaction on Power Electronics,2005:1788-1791.
最大功率范文第5篇
關鍵詞：風力機；LabVIEW；變步長擾動觀測法
中圖分類號：TK89文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.006
1引言
隨著我國經濟的迅速發展，能源需求也在不斷提高，我國已是能源消費大國之一[1]。面對日趨緊張的局勢，可持續發展的理念已得到大家的共識，越來越多的國家將注意力放在了新能源的研究與開發上。
我國地域遼闊，海岸線3.2萬公里，風能資源十分豐富，而且風力發電日益受到世界各國的青睞，成本也越來越低。據歐洲風能協會預測，風力發電成本將會繼續降低，到2020年，有望達到3美元/度[2]。綜上所述，為了最大限度的利用風能，需對其最大功率點進行追蹤，使其可以保持在最大功率點輸出。
常見的風力發電機最大功率點跟蹤控制算法主要有最佳葉尖速比法[3][4]、功率信號反饋法[5][6]和擾動觀察法[7][8]等。最佳葉尖速比法控制原理簡單，需要預先知道風機的最佳葉尖速比λ，同時還需要安裝測速儀對風速和風機轉速進行測量，這增加了系統成本，也降低了系統的可靠性；功率信號反饋法控制原理簡單，風力機輸出功率的波動也相對較小，由于需要測量風機轉速和預先準確地測得風力機的最大功率曲線，這就影響了控制精度，增加了成本；傳統擾動法不需要測量風速及風機轉速，也不需要預先測得風力機的最大功率曲線，但步長的選擇是一大難點，當步長較大時最大功率跟蹤速度快，但在最大功率點附近會出現較大的功率振蕩；步長較小時，最大功率點附近的功率振蕩會顯著減弱，但系統對外界環境變化的響應能力會變差。為了彌補以上問題，使用改進的擾動法對風力機的最大功率點進行追蹤。
LabVIEW具有良好的人機交互界面、計算機圖形化顯示可以讓研究人員更清楚的看出風力機的最大功率點進行追蹤的實時情況，而其本身是圖形化編程語言，且提供各種接口總線和常用儀器的驅動程序，用戶可將其與測量硬件連接，方便地完成信號數據采集、信號分析、數據存儲以及數據處理等許多通常的任鍘1疚幕于LabVIEW仿真平臺對風力機最大功率點進行追蹤。
2風力機最大輸出功率追蹤設計的原理
3穩定輸出最大功率的控制策略
4LabVIEW仿真設計
系統采用模塊化設計思想，即將風力機的各部分控制模塊設計成子VI。該風力機系統主要包括求取利用系數Cp模塊、風速變化判斷模塊、風輪轉速調節模塊、求取輸出功率模塊等。根據控制流程圖圖5，在LabVIEW軟件中，將各個模塊編程后進行整合，實現系統的總體設計，并選用條件循環結構作為總體結構，程序框圖如圖6所示：
4.1風速變化判斷模塊
根據公式（5）可知，葉尖速比與風速成反比，因此風能利用系數Cp是變化的。所以，對于風速的變化，也需進行考慮。
風速變化情況的判斷：對風速進行實時采集，并作為一個輸入變量，并與上次的風速變量進行運算比較，由差值來判斷風速變化情況，進而對風速變量進行調整，并決定是否把觸發信號傳送給風輪轉速調節模型子VI，為了防止風速突變而引起的輸出功率突變，在程序塊中額外添加調速變量，使系統更趨于穩定。系統中風速變化為每秒增加0.05 m/s，而且還有10 ms的等待時間，因此系統可得到很好的緩沖。其程序框圖如圖7所示： 4.2風輪轉速調節模塊
觀察曲線圖三與圖四后，決定采用擾動觀測法，但是傳統擾動法步長是固定的，當步長較大時最大功率跟蹤速度快，但在最大功率點附近會出現較大的功率振蕩，從而無法做到對最大功率點的跟蹤；步長較小時，最大功率點附近的功率振蕩會顯著減弱，但系統對外界環境變化的響應能力會變
4.3風力機系統前面板
風力機系統模型主要實現參數修改及波形監控的功能，建立一個的虛擬風力機模型，風力機系統主界面主要通過按鈕開關啟動，開關啟動后，風機半徑及風速的數據傳送給風力機控制模塊，最后計算出功率，并給出了數值顯示模塊及波形圖。
5結果與分析
圖9中，AB段為在風機半徑為0.8 m，風速為7 m/s的情況下，風機開始啟動到最大功率點的過程，其中曲線1為加入了改進擾動法的風力機輸出功率曲線；曲線2為無控制算法的風力機系統仿真曲線；曲線3為加入了傳統擾動法的風力機輸出功率曲線；BC段為風速上升到8 m/s時的仿真曲線，從圖中可看出，無控制算法的風力機在風速變化的情況下會突變，這對于硬件壽命及電路安全都是有很大影響的，而加入了控制算法的風力機曲線緩慢上升，系統得到了緩沖，減小了功率突變；CD段為風速下降回7 m/s時的仿真曲線，無控制算法的風力機由于風輪轉速過大，已經有下降的趨勢，當風速降低時，發生了突降，然后風輪轉速繼續上升，輸出功率下降；加入了控制算法的風力機根據風速變化緩慢變化，且能夠保持著最大功率輸出，但是從BD這一過程可以看出，使用傳統擾動法的曲線3存在著明顯的振蕩，而運用改進擾動法的曲線1穩定地輸出功率，而且輸出功率的波動有減輕，在輸出功率顯示框中可看出當到達最大輸出功率時，數值相對穩定。仿真結果顯示改進擾動法對風力機最大功率點追蹤是穩定有效的。
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