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(dòng)慣量，對(duì)湍流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)偏慢，導(dǎo)致風(fēng)輪轉(zhuǎn)速出現(xiàn)較大的波動(dòng)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(dòng)，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致大范圍的功率波動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。同時(shí)，在風(fēng)剪和塔影效應(yīng)影響下，非獨(dú)立變槳距控制會(huì)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(shí)現(xiàn)獨(dú)立變槳距控制，對(duì)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(jí)風(fēng)電機(jī)組變速變槳距控制技術(shù)為研究對(duì)象，通過(guò)建立風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)模型，對(duì)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(xiàn)性二次高斯控制理論(LQG)提出了高風(fēng)速時(shí)優(yōu)化變槳距控制和獨(dú)立變槳距控制，并對(duì)這兩種控制策略進(jìn)行了仿真研究。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　⑴采用在低風(fēng)速時(shí)變電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制和高風(fēng)速時(shí)變槳距控制策略，通過(guò)風(fēng)力機(jī)模型線(xiàn)性化設(shè)計(jì)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(lái)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(yàn)證了所設(shè)計(jì)的變速變槳距控制器優(yōu)秀的控制效果。
　　⑵基于LQG優(yōu)化控制理論提出高風(fēng)速優(yōu)化變槳距控制策略，對(duì)傳統(tǒng)PI變槳距控制加以?xún)?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(dòng)。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(dòng)，減小葉片拍打載荷。
　?、轻槍?duì)風(fēng)剪、塔影等引起葉片和塔筒載荷