海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制技術(shù)研究.pdf

1、為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和氣候變化帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)，全球大力發(fā)展可再生能源。其中風(fēng)能是可再生能源的重要組成部分，目前陸上的風(fēng)資源開發(fā)已經(jīng)比較成熟，然而海上風(fēng)電開發(fā)技術(shù)相對(duì)比較落后，主要由于海上風(fēng)電場(chǎng)條件復(fù)雜，它除了受陸上的一系列外部條件制約外，還受到如鹽霧腐蝕、臺(tái)風(fēng)襲擊、海浪海冰撞擊等惡劣氣候條件的影響。但海上風(fēng)資源豐富，隨著技術(shù)難題的解決，海上風(fēng)電具有更多的優(yōu)勢(shì)。目前海上風(fēng)電技術(shù)正處在探索、研究、發(fā)展之中。
　　論文首先通過空氣動(dòng)力學(xué)原理對(duì)

2、變槳距控制技術(shù)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，由風(fēng)切變和塔影效應(yīng)出發(fā)，利用能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律完成對(duì)風(fēng)能轉(zhuǎn)換過程及風(fēng)能利用系數(shù)數(shù)學(xué)模型的建立。針對(duì)海上風(fēng)電機(jī)組復(fù)雜非線性、多輸入高產(chǎn)出、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，建立海上風(fēng)況、風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)章節(jié)研究變槳距控制技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
　　其次，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)仿真軟件FAST進(jìn)行討論，介紹了FAST軟件工作原理。在空氣動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用FAST軟件建立

3、某5MW水平軸三葉片漂浮式風(fēng)電機(jī)組模型，包括風(fēng)輪系統(tǒng)空氣動(dòng)力學(xué)模型、風(fēng)速模型和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，整個(gè)模型就是后續(xù)研究工作的平臺(tái)。通過FAST軟件對(duì)風(fēng)電機(jī)組模型進(jìn)行線性化分析，確定統(tǒng)一變槳距控制器PID的參數(shù)，仿真結(jié)果表明該控制方法能較好的滿足設(shè)計(jì)要求。
　　獨(dú)立變槳距控制是在統(tǒng)一變槳距控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種重要的控制技術(shù)，目前在國(guó)外廣泛采用。為了減小風(fēng)力機(jī)疲勞載荷，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出功率，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命，利用現(xiàn)代控制理論設(shè)計(jì)一種基