海上永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)振動(dòng)控制策略研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔無污染的可再生能源，在能源短缺的今天受到了廣泛的關(guān)注，風(fēng)機(jī)的發(fā)展由陸地延伸到海上。相對與陸上風(fēng)機(jī)，海上風(fēng)機(jī)承受的環(huán)境載荷更復(fù)雜，除了受到風(fēng)載荷的影響外，還會(huì)受到波浪、海流載荷的作用。海上風(fēng)機(jī)主要存在兩個(gè)問題:一個(gè)是成本問題,一個(gè)是安全可靠性問題。海上風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)為：保證機(jī)組穩(wěn)定性的同時(shí)，必須盡可能減少成本負(fù)擔(dān)。因此，降低關(guān)鍵部分的疲勞與極限載荷成為海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它不僅關(guān)系到風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性，還對機(jī)組的維修成本和使

2、用壽命有很大影響。為了降低機(jī)組的極限、疲勞載荷，本文以海上永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對象，根據(jù)無源控制理論，針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的振動(dòng)問題進(jìn)行了研究，研究的振動(dòng)問題包括傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、塔架振動(dòng)(兩側(cè)振動(dòng)、前后振動(dòng)）及風(fēng)波聯(lián)合作用下的塔架振動(dòng)，本文主要的內(nèi)容如下：
　　首先，研究了基于端口受控哈密爾頓模型(PCH)的傳動(dòng)鏈扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的控制方法。該方法基于無源控制(PBC)理論，在傳動(dòng)軸動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立了能反映系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)特性的PCH

3、模型，并依據(jù)此PCH模型設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)的無源控制器，不僅抑制了傳動(dòng)鏈的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，還提高了輸出功率品質(zhì)。
　　其次，研究了塔架振動(dòng)的抑制問題。塔架振動(dòng)包括塔架前后振動(dòng)和塔架兩側(cè)振動(dòng)，在塔架振動(dòng)模型的基礎(chǔ)上建立了反映塔架物理結(jié)構(gòu)特性的PCH模型，運(yùn)用能量函數(shù)的觀點(diǎn)，通過對系統(tǒng)進(jìn)行能量補(bǔ)償，設(shè)計(jì)了簡單易于實(shí)現(xiàn)的塔架振動(dòng)抑制無源控制器，仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制器的有效性。
　　最后，研究了風(fēng)載荷和波浪載荷聯(lián)合作用下的塔架振動(dòng)抑制問