变速变桨风力发电机组桨距控制与载荷优化.pdf

第39卷 第 l6期 电力 系统保护与控制 、，0I．39No．16 2011年8月 16日 PowerSystem ProtectionandCongo1 Au譬．16，2011 变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化 何玉林，苏东旭，黄 帅，任海军，陈 真 (重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400030) 摘要：讨论了大型变速变桨风电机组在额定风速以上如何减小系统超调量以及降低机组载荷。根据风电机组的强非线性特点， 采用基于模糊免疫PID的桨距控制策略，以减小发电机转速波动，改善功率品质。针对风电机组的塔架前后和侧向振动以及 传动链扭转振动，提出了桨距、转矩阻尼滤波和加速度反馈等控制方式。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真，结 果表明所提出的控制策略能够改善变桨距控制的动态特性，降低关键部位载荷。 关键词 风电机组；变桨距控制；振动；模糊免疫；阻尼 Pitchcontrolandloadoptimizationofvariablespeedvariablepitchwindturbine HEYu-lin，SUDung-XU，HUANGShuai，RENHai-jun，CHENZhen (StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China) Abstract：Theissuethathow toreducesystemovershootanddecreasewindturbineloadforlargevariablespeedvraiablepitchwind turbineovertheratedwindspeedisdiscussed,Becausehtewindturbineisstronglynonlinear，thepitchcontrolsrtategybasedon fuzzy—immune-PIDcontrollerisadoptedtoreducegeneratorspeedfluctuationandimprovepowerqualiyt．Aimingathowtodecrease thetowerfore—aftvibration，towerside—sidevibrationandgeraboxvibrationofhtewindturbine，correspondingconrtolstrategies suchas pitchnadtorquedampingfilterandaccelerationfeedbackraeproposed．Finally，thispaperusesBladedexternal controller moduletoprogramnadsimulate．It’Sshownhtathteproposedconrtolsrtateyg canimprovethedynamicchraacteristicsofvraiablepitch controlandreducehteload9fkeyparts： Keywords ndturbine；pitchconrtol；vibration；fuzzyimmun e；damping 中图分类号； TM315； TM76 文献标识码：A 文章编号： 1674—3415(2011)16-0095-06 变桨控制，如何能在提高功率品质的同时，降低机 O 引言 组关键部位的载荷成为主要 问题。通常可以通过机 变速变桨风电机组在低风速时通过调节发电机 械方法，如通过弹性连接件和支撑件增加传动系统 转矩使风轮按照最佳叶尖速比运行，追踪最佳风能 阻尼等，但是这样会增加成本，并且由于风电机组 利用系数，风能利用率较高，高风速时通过变桨限 自身阻尼非常小，效果并不理想。因此本文在原有 制气动力矩，稳定功率输出，