大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變速變槳距控制研究.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增加，風(fēng)輪直徑和質(zhì)量持續(xù)增大，由于風(fēng)輪巨大的轉(zhuǎn)動慣量，對湍流的動態(tài)響應(yīng)偏慢，導(dǎo)致風(fēng)輪轉(zhuǎn)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(jié)果會導(dǎo)致大范圍的功率波動，對電網(wǎng)造成沖擊。同時，在風(fēng)剪和塔影效應(yīng)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(chǎn)生交變載荷，易造成疲勞破壞，嚴(yán)重影響風(fēng)電機(jī)組壽命。所以，改進(jìn)風(fēng)電機(jī)組變速變槳距控制策略和實現(xiàn)獨立變槳距控制，對增強(qiáng)大型風(fēng)電機(jī)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(fēng)電機(jī)組變速變槳距控制技術(shù)為研究對象，通過建立風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)模型，對其變速變槳距控制策略和載荷優(yōu)化進(jìn)行分析研究，基于線性二次高斯控制理論(LQG)提出了高風(fēng)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(jìn)行了仿真研究。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　?、挪捎迷诘惋L(fēng)速時變電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制和高風(fēng)速時變槳距控制策略，通過風(fēng)力機(jī)模型線性化設(shè)計變槳距控制器PI參數(shù)，并引入變槳增

3、益調(diào)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(fēng)進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)果驗證了所設(shè)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(fēng)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(fēng)速工況下葉片和輪轂載荷情況，穩(wěn)定輸出功率和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速波動。仿真結(jié)果表明：相比于PI變槳距控制，LQG優(yōu)化變槳距控制抑制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和功率波動，減小葉片拍打載荷。
　?、轻槍︼L(fēng)剪、塔影等引起葉片和塔筒載荷