風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之最大功率追蹤方法及裝置

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之最大功率追蹤方法及裝置第1頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/82內(nèi)容大綱綠色電能發(fā)展契機(jī)目前臺(tái)灣發(fā)電機(jī)組裝置容量圓餅圖風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線最大功率追蹤之基本原理系統(tǒng)架構(gòu)圖最大功率追蹤方法流程圖直流至交流轉(zhuǎn)換器控制方塊圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖結(jié)論第2頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/83綠色電能發(fā)展契機(jī)我國(guó)再生能源發(fā)展目標(biāo)我國(guó)規(guī)劃中長(zhǎng)期(2010~2020)再生能源發(fā)電容量配比達(dá)12%以上。裝置容量將擴(kuò)增為現(xiàn)有3倍，達(dá)650萬(wàn)瓩以上。

012345678

年別2001200420102020項(xiàng)目

2020年裝置容量地?zé)崴ι|(zhì)能風(fēng)能太陽(yáng)能合計(jì)650萬(wàn)瓩135萬(wàn)瓩15萬(wàn)瓩250萬(wàn)瓩150萬(wàn)瓩100萬(wàn)瓩萬(wàn)瓩

─35%─4.0%42%─14.5%─4.7%650萬(wàn)瓩(11.3%)275億度330萬(wàn)瓩(6.0%)125億度241萬(wàn)瓩(5.8%)85億度223萬(wàn)瓩(5.7%)67億度

資料來(lái)源:經(jīng)濟(jì)部能源會(huì),2001年1500MW942.5MW第3頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/84目前臺(tái)灣發(fā)電機(jī)組裝置容量圓餅圖Source:臺(tái)灣電力公司2006年03月第4頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/85風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線風(fēng)力輪機(jī)之輸出功率對(duì)發(fā)電機(jī)頻率理想特性曲線第5頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/86風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線(續(xù))風(fēng)力發(fā)電機(jī)照片第6頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/87風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線(續(xù))利用工業(yè)風(fēng)扇帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)架構(gòu)圖第7頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/88風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線(續(xù))利用工業(yè)風(fēng)扇帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之MPPT曲線圖第8頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/89風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線(續(xù))利用馬達(dá)帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)架構(gòu)圖第9頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/810風(fēng)力發(fā)電之MPPT曲線(續(xù))利用馬達(dá)帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之MPPT曲線圖第10頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/811最大功率追蹤之基本原理在此假設(shè)配電系統(tǒng)的電壓為：

vs(t)=Vpsin(ωt)直流至交流轉(zhuǎn)換器之輸出電流為純正弦波且與市電電壓同相位，則

iinv(t)=Iinvsin(ωt)則直流至交流轉(zhuǎn)換器之輸出功率為

pinv(t)=vs(t)*iinv(t)=1/2*VpIinv(1-cos2ωt)第11頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/812最大功率追蹤之基本原理(續(xù))而風(fēng)能經(jīng)三相橋式整流器整流成一直流電壓後之輸出功率為

Pwind=Vwind*Iwind

假設(shè)電能轉(zhuǎn)換器沒(méi)有損失，則

Pwind=Vwind*Iwind=1/2VpIinv

第12頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/813系統(tǒng)架構(gòu)圖第13頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/814直流至直流轉(zhuǎn)換器電力架構(gòu)圖第14頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/815最大功率追蹤方法流程圖第15頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/816直流至交流轉(zhuǎn)換器控制方塊圖第16頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/817實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖風(fēng)力發(fā)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。

第17頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/818實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖(續(xù))Inverter輸出電流之THD當(dāng)風(fēng)力變動(dòng)時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)之輸出功率曲線圖。第18頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2023/5/819結(jié)論由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本論文所提出的最大功率追蹤法（直流至交流轉(zhuǎn)換器輸出電流振幅法），不必真正地去計(jì)算風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率，就能達(dá)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