海上永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)振動控制策略研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔無污染的可再生能源，在能源短缺的今天受到了廣泛的關(guān)注，風(fēng)機的發(fā)展由陸地延伸到海上。相對與陸上風(fēng)機，海上風(fēng)機承受的環(huán)境載荷更復(fù)雜，除了受到風(fēng)載荷的影響外，還會受到波浪、海流載荷的作用。海上風(fēng)機主要存在兩個問題:一個是成本問題,一個是安全可靠性問題。海上風(fēng)機的設(shè)計目標(biāo)為：保證機組穩(wěn)定性的同時，必須盡可能減少成本負(fù)擔(dān)。因此，降低關(guān)鍵部分的疲勞與極限載荷成為海上風(fēng)電機組設(shè)計的關(guān)鍵，它不僅關(guān)系到風(fēng)機的穩(wěn)定性，還對機組的維修成本和使

2、用壽命有很大影響。為了降低機組的極限、疲勞載荷，本文以海上永磁同步風(fēng)力發(fā)電機組為研究對象，根據(jù)無源控制理論，針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的振動問題進行了研究，研究的振動問題包括傳動軸扭轉(zhuǎn)振動、塔架振動(兩側(cè)振動、前后振動）及風(fēng)波聯(lián)合作用下的塔架振動，本文主要的內(nèi)容如下：
　　首先，研究了基于端口受控哈密爾頓模型(PCH)的傳動鏈扭轉(zhuǎn)振動的控制方法。該方法基于無源控制(PBC)理論，在傳動軸動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立了能反映系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)特性的PCH

3、模型，并依據(jù)此PCH模型設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)的無源控制器，不僅抑制了傳動鏈的扭轉(zhuǎn)振動，還提高了輸出功率品質(zhì)。
　　其次，研究了塔架振動的抑制問題。塔架振動包括塔架前后振動和塔架兩側(cè)振動，在塔架振動模型的基礎(chǔ)上建立了反映塔架物理結(jié)構(gòu)特性的PCH模型，運用能量函數(shù)的觀點，通過對系統(tǒng)進行能量補償，設(shè)計了簡單易于實現(xiàn)的塔架振動抑制無源控制器，仿真結(jié)果驗證了控制器的有效性。
　　最后，研究了風(fēng)載荷和波浪載荷聯(lián)合作用下的塔架振動抑制問