大型風力發(fā)電機組變速變槳距控制研究.pdf

1、隨著風電機組的單機容量不斷增加，風輪直徑和質量持續(xù)增大，由于風輪巨大的轉動慣量，對湍流的動態(tài)響應偏慢，導致風輪轉速出現(xiàn)較大的波動和輸出功率高于額定功率，傳統(tǒng)的PI控制很難抑制輸出功率的波動，其結果會導致大范圍的功率波動，對電網造成沖擊。同時，在風剪和塔影效應影響下，非獨立變槳距控制會造成葉片的載荷分布不均，并產生交變載荷，易造成疲勞破壞，嚴重影響風電機組壽命。所以，改進風電機組變速變槳距控制策略和實現(xiàn)獨立變槳距控制，對增強大型風電機組可

2、靠性，提高其使用壽命具有重要的作用。
　　論文以兆瓦級風電機組變速變槳距控制技術為研究對象，通過建立風電機組系統(tǒng)模型，對其變速變槳距控制策略和載荷優(yōu)化進行分析研究，基于線性二次高斯控制理論(LQG)提出了高風速時優(yōu)化變槳距控制和獨立變槳距控制，并對這兩種控制策略進行了仿真研究。
　　主要研究內容如下：
　?、挪捎迷诘惋L速時變電機轉矩控制和高風速時變槳距控制策略，通過風力機模型線性化設計變槳距控制器PI參數(shù)，并引入變槳增

3、益調度系數(shù)來增加變槳距有效性，建立PI變槳距控制器。選取三組湍流風進行仿真分析，仿真結果驗證了所設計的變速變槳距控制器優(yōu)秀的控制效果。
　?、苹贚QG優(yōu)化控制理論提出高風速優(yōu)化變槳距控制策略，對傳統(tǒng)PI變槳距控制加以優(yōu)化，改善高風速工況下葉片和輪轂載荷情況，穩(wěn)定輸出功率和風輪轉速波動。仿真結果表明：相比于PI變槳距控制，LQG優(yōu)化變槳距控制抑制風輪轉速和功率波動，減小葉片拍打載荷。
　?、轻槍︼L剪、塔影等引起葉片和塔筒載荷