风力发电系统之最大功率追踪方法及装置.ppt

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1、風力發電系統之最大功率追蹤方法及裝置風力發電系統之最大功率追蹤方法及裝置國立高雄應用科技大學國立高雄應用科技大學電力電子應用研究室電力電子應用研究室指導教授指導教授:周宏亮周宏亮 老師老師 學學 生生:沈家民沈家民2023/5/14Page-2內容大綱內容大綱綠色電能發展契機目前台灣發電機組裝置容量圓餅圖風力發電之MPPT曲線最大功率追蹤之基本原理系統架構圖最大功率追蹤方法流程圖直流至交流轉換器控制方塊圖實驗結果圖結論2023/5/14Page-3綠色電能綠色電能發展契機發展契機我國再生能源發展目標我國再生能源發展目標我國規劃中長期(20102020)再生能源發電容量配比達12%以上。裝置容量

2、將擴增為現有3倍，達650萬瓩以上。012345678 年別 2001 2004 2010 2020項目 2020年裝置容量地熱水力生質能風能太陽能合計650 萬瓩135 萬瓩 15 萬瓩 250 萬瓩 150 萬瓩 100 萬瓩 萬瓩 35%4.0%42%14.5%4.7%6 5 0萬瓩(1 1.3%)2 7 5億度 3 3 0萬 瓩 (6.0%)1 2 5億 度 2 4 1萬 瓩 (5.8%)8 5億度2 2 3萬 瓩(5.7%)6 7億度 資料來源:經濟部能源會,2001年1500MW942.5MW2023/5/14Page-4目前台灣發電機組裝置容量圓餅圖目前台灣發電機組裝置容量圓餅圖

3、Source:台灣電力公司2006年03月2023/5/14Page-5風力發電之風力發電之MPPTMPPT曲線曲線風力輪機之輸出功率對發電機頻率理想特性曲線2023/5/14Page-6風力發電之風力發電之MPPTMPPT曲線曲線(續續)風力發電機照片2023/5/14Page-7風力發電之風力發電之MPPTMPPT曲線曲線(續續)利用工業風扇帶動風力發電機架構圖2023/5/14Page-8風力發電之風力發電之MPPTMPPT曲線曲線(續續)利用工業風扇帶動風力發電機之MPPT曲線圖2023/5/14Page-9風力發電之風力發電之MPPTMPPT曲線曲線(續續)利用馬達帶動風力發電機架構

4、圖2023/5/14Page-10風力發電之風力發電之MPPTMPPT曲線曲線(續續)利用馬達帶動風力發電機之MPPT曲線圖2023/5/14Page-11最大功率追蹤之基本原理最大功率追蹤之基本原理在此假設配電系統的電壓為：vs(t)=Vp sin(t)直流至交流轉換器之輸出電流為純正弦波且與市電電壓同相位，則iinv(t)=Iinv sin(t)則直流至交流轉換器之輸出功率為 pinv(t)=vs(t)*iinv(t)=1/2*VpIinv(1-cos2 t)2023/5/14Page-12最大功率追蹤之基本原理最大功率追蹤之基本原理(續續)而風能經三相橋式整流器整流成一直流電壓後之輸出功

5、率為Pwind=Vwind*Iwind 假設電能轉換器沒有損失，則Pwind=Vwind*Iwind=1/2VpIinv 2023/5/14Page-13系統架構圖系統架構圖2023/5/14Page-14直流至直流轉換器電力架構圖直流至直流轉換器電力架構圖2023/5/14Page-15最大功率追蹤方法流程圖最大功率追蹤方法流程圖2023/5/14Page-16直流至交流轉換器控制方塊圖直流至交流轉換器控制方塊圖2023/5/14Page-17實驗結果圖實驗結果圖風力發電輸出300W，Inverter輸出總功率約182W，效率61%，Inverter輸出之電壓電流波形圖，（a）電壓波形。（b）電流波形。最大功率追縱輸出功率圖。2023/5/14Page-18實驗結果圖實驗結果圖(續續)Inverter輸出電流之THD 當風力變動時，風力發電機之輸出功率曲線圖。2023/5/14Page-19結結 論論由實驗結果可知，本論文所提出的最大功率追蹤法（直流至交流轉換器輸出電流振幅法），不必真正地去計算風力發電系統的輸出功率，就能達成最大功率追蹤之目的，因此使用本文所述之最大功率追蹤方法的實際電路配置與習知技術相比，其係更為簡單而又節省成本。2023/5/14Page-20報告到此結束報告到此結束,謝謝指教謝謝指教!