高精度位置伺服控制風(fēng)力機(jī)變槳距研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，作為風(fēng)能利用最主要形式的風(fēng)力發(fā)電成為各國競相研究的熱點(diǎn)。變槳距風(fēng)力機(jī)以其能最大限度地捕獲風(fēng)能、輸出功率平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，日益成為風(fēng)力機(jī)的主流機(jī)型，變槳距控制技術(shù)亦是當(dāng)今兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文對(duì)兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組電動(dòng)變槳距控制進(jìn)行了較為全面的理論分析和仿真、試驗(yàn)驗(yàn)證。 首先，綜述了風(fēng)電機(jī)組的工作原理及其控制技術(shù)的發(fā)展，提出了本課題的主要研究內(nèi)容。在風(fēng)力機(jī)槳葉空氣動(dòng)力學(xué)分

2、析的基礎(chǔ)上，對(duì)變槳距控制過程進(jìn)行了研究，分析了風(fēng)電機(jī)組不同運(yùn)行階段變槳距機(jī)構(gòu)所起的作用，推導(dǎo)出變槳距風(fēng)力機(jī)的控制策略。通過對(duì)變槳距風(fēng)力機(jī)的建模及仿真分析，驗(yàn)證了變槳距控制策略的合理性。 其次，設(shè)計(jì)了電動(dòng)變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過槳葉驅(qū)動(dòng)力等關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算對(duì)變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要部件進(jìn)行了選型，在此基礎(chǔ)上對(duì)電動(dòng)獨(dú)立變槳距單槳葉控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。通過對(duì)單槳葉位置控制系統(tǒng)的研究，包括控制原理、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制器參數(shù)整定等，表明了獨(dú)立變槳距控

3、制方案的可行性，同時(shí)也為多槳葉協(xié)調(diào)控制的研究奠定了基礎(chǔ)。 最后，針對(duì)傳統(tǒng)獨(dú)立變槳距控制存在的增加成本、控制信號(hào)協(xié)調(diào)性差的問題，提出了虛擬主軸同步控制基礎(chǔ)上的方位角權(quán)系數(shù)調(diào)整方案，該方案既保證了各槳葉在變槳過程中協(xié)調(diào)一致性的增強(qiáng)，又兼顧了不同空間位置槳葉最佳槳距角控制的原則。在此基礎(chǔ)上，建立了獨(dú)立變槳距控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真模型，通過典型位置測試信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行了詳細(xì)的比較分析，并通過地面模擬試驗(yàn)臺(tái)對(duì)電動(dòng)變槳距控制進(jìn)行了研究。