計及載荷的風力發(fā)電機組變槳距控制策略研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電技術(shù)的不斷更新和發(fā)展,風電機組逐步向大型化,輕量化方向發(fā)展,如何在獲得期望電能質(zhì)量的同時,又能有效地降低風力發(fā)電機組所承受的載荷是當今風力發(fā)電機控制技術(shù)研究的重點之一。因為風力發(fā)電機組向大型化,輕量化發(fā)展的同時,增大了風機零部柔性,減小了風機的固有頻率值,使本來就處于低阻尼的風力發(fā)電機系統(tǒng)更加容易激發(fā)諧振現(xiàn)象,這嚴重影響了風機的安全穩(wěn)定運行。與此同時,風力發(fā)電機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,使得風力發(fā)電機組所受的載荷更加復雜,特別是風力發(fā)電機組在變槳過程中,由于風輪重量的增加,致使轉(zhuǎn)動慣性也增加,當發(fā)生變槳動作時,變槳距系統(tǒng)會給風機產(chǎn)生很大的機械應力,這些機械應力給風力發(fā)電機組帶來了極大的損害,嚴重影響了風機的使用周期。因此,風機載荷的控制和優(yōu)化是當今風力發(fā)電控制技術(shù)探索研究分析的重點和難點之一。
　　本文以兆瓦級風力發(fā)電機組為研究對象,以減低風力發(fā)電機組載荷為目標,深入研究風力發(fā)電機組的變

3、槳距控制策略,根據(jù)風電機組自身特點,在不增加風機成本的基礎上,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仿真軟件建立了風機模型,對風機的各個運行工況進行了仿真,并對各工況風機載荷分布進行分析,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)風電機組控制研究的需要,通過GH Bladed建立了所需機組的仿真模型,并根據(jù)風機的特性對其運行效果進行了校核,驗證

4、了所建機組模型的可行性。
　　針對風機塔架側(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計方案的可行性進行了仿真實驗驗證。
　　針對風機塔架前后振動現(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機塔