大型海上漂浮式風電機組變槳控制策略研究.pdf

1、相較于陸上風力發(fā)電，海上風力發(fā)電因具有不占用土地資源、風資源豐富且靠近電力負荷中心等優(yōu)勢，近年來得到各國大力發(fā)展。然而隨著潮間帶及近海區(qū)域風電資源開發(fā)強度逐漸飽和，以及沿海地區(qū)環(huán)境保護呼聲的日益強烈，今后海上風電從潮間帶和近海走向深海將是必然趨勢。漂浮式風電機組作為一種安裝在浮式平臺的風力機為風力發(fā)電從近海走向遠海提供了一種可行的方案。然而，對于漂浮式風電機組，其所受的外界載荷和系統(tǒng)模型比陸上和近海風電機組更加復雜。因此，迫切需要先進的

2、控制方法以保證漂浮式風電機組在復雜的外界載荷和系統(tǒng)模型不確定性的條件下不僅能保持功率的平穩(wěn)輸出，同時也能在一定程度上抑制變槳控制對浮臺運動的影響。此外，風電機組在這種條件下運行，其執(zhí)行器、傳感器出現(xiàn)故障的概率會相應升高，嚴重影響風電機組的可靠性和功率的平穩(wěn)輸出。有鑒于此，論文將以深海漂浮式風電機組在無故障和故障情況下功率的平穩(wěn)輸出為主要目標展開研究，完成的主要研究工作有：
　　①建立漂浮式風電機組結構模型。
　　論文在漂浮式

3、風電機組基本動力學理論基礎之上，分別建立了其主要部分的數(shù)學模型。根據(jù)風電機組空氣動力性能特點，建立了風能轉換系統(tǒng)的廣義非線性數(shù)學模型；根據(jù)浮式平臺結構動力性能特點，建立了漂浮式風力機有限自由度的結構動力學模型；針對風電機組槳距系統(tǒng)，分別建立了槳距系統(tǒng)的無故障情況下的二階數(shù)學模型、執(zhí)行器故障模型和傳感器故障模型。
　?、谠O計在無故障情況下漂浮式風電機組變槳控制策略。
　　論文針對漂浮式風電機組存在的風、浪、流作為外部擾動引起的

4、復雜載荷以及模型不確定性的問題，設計一種基于自動擾動補償(ADR)的海上漂浮式風電機組變槳控制策略。該控制器的控制目標是在保證輸出功率平滑的前提下避免由功率調節(jié)造成浮臺俯仰運動的加劇。利用美國可再生能源實驗室(NREL)提供的高仿真度非線性風力機模型(FAST)，結合Matlab/Simulink進行控制策略的仿真驗證。結果表明，與增益調度PI控制策略相比，所提方法具有更好的功率控制效果。
　　③設計在槳距系統(tǒng)故障情況下漂浮式風電