計及載荷的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制策略研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷更新和發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組逐步向大型化,輕量化方向發(fā)展,如何在獲得期望電能質(zhì)量的同時,又能有效地降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所承受的載荷是當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)研究的重點之一。因為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組向大型化,輕量化發(fā)展的同時,增大了風(fēng)機(jī)零部柔性,減小了風(fēng)機(jī)的固有頻率值,使本來就處于低阻尼的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)更加容易激發(fā)諧振現(xiàn)象,這嚴(yán)重影響了風(fēng)機(jī)的安全穩(wěn)定運行。與此同時,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在在運行過程中還承受了靜態(tài)載荷和動態(tài)載荷,比如空氣動力載荷,重

2、力載荷,陀螺力等慣性載荷,使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所受的載荷更加復(fù)雜,特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在變槳過程中,由于風(fēng)輪重量的增加,致使轉(zhuǎn)動慣性也增加,當(dāng)發(fā)生變槳動作時,變槳距系統(tǒng)會給風(fēng)機(jī)產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力,這些機(jī)械應(yīng)力給風(fēng)力發(fā)電機(jī)組帶來了極大的損害,嚴(yán)重影響了風(fēng)機(jī)的使用周期。因此,風(fēng)機(jī)載荷的控制和優(yōu)化是當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)探索研究分析的重點和難點之一。
　　本文以兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對象,以減低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷為目標(biāo),深入研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變

3、槳距控制策略,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組自身特點,在不增加風(fēng)機(jī)成本的基礎(chǔ)上,提出一種“協(xié)調(diào)”的控制方法;同時,為了驗證控制策略的正確性和可行性,文中通過GH Bladed仿真軟件建立了風(fēng)機(jī)模型,對風(fēng)機(jī)的各個運行工況進(jìn)行了仿真,并對各工況風(fēng)機(jī)載荷分布進(jìn)行分析,驗證了控制策略的有效性和可行性。
　　本文的具體工作安排:
　　根據(jù)風(fēng)電機(jī)組控制研究的需要,通過GH Bladed建立了所需機(jī)組的仿真模型,并根據(jù)風(fēng)機(jī)的特性對其運行效果進(jìn)行了校核,驗證

4、了所建機(jī)組模型的可行性。
　　針對風(fēng)機(jī)塔架側(cè)向振動和傳動鏈扭振現(xiàn)象,文中在轉(zhuǎn)矩控制器中分別引入塔架側(cè)向振動加速度反饋和阻尼濾波器,此次增加附加轉(zhuǎn)矩的方法來增加塔架和傳動系統(tǒng)的有效阻尼,并對控制策略的正確性和設(shè)計方案的可行性進(jìn)行了仿真實驗驗證。
　　針對風(fēng)機(jī)塔架前后振動現(xiàn)象,在變槳距控制器中引入塔架前后振動加速度反饋的控制方法,通過GH Bladed仿真建模驗證了控制策略的正確性,塔架前后振動加速度反饋的引入有效地增大了風(fēng)機(jī)塔