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1、第11卷第2期上海电机学院学报Vol.11No.22008年6月JOURNALOFSHANGHAIDIANJIUNIVERSITYJun.2008文章编号167122730(2008)0220154206兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和仿真张青雷,郭井宽(上海电气集团股份有限公司中央研究院数字化设计研究室,上海200070)摘要:针对兆瓦级风力发电机组的变桨系统,在SolidWorks和Adams中建立变桨系统的机械系统模型,并在Matlab中建立控制系统模型,通过Adams/Control接口将二者连接起来,实现风
2、力驱动下的变桨运动在软件系统环境下的交互仿真,通过对变桨过程研究,为大型风力机及其控制系统的研制开发与国产化提供指导。关键词:风力发电机组;变桨机构;建模;仿真中图分类号:TM315;TP391.9文献标识码:AModelingandSimulationoftheVariablePropellerPitchSysteminMWWind2MillGeneratorsZHANGQinglei,GUOJingkuan(DigitalDesignResearchOffice,ShanghaiElectricGroupCo.,
3、Ltd.CentralAcademe,Shanghai200070,China)Abstract:BasedonthevariablepropellerpitchsystemofMWwind2millgenerators,thepaperes2tablishedawholemechanismmodelofthevariablepropellerpitchsystemwithSolidWorksandAd2ams,andbuiltthecontrolsystemmodelwithMatlab.Thetwomodelsa
4、reassembledbytheinterfaceofAdamsControltorealizeinteractiveco2simulationunderthewinddrivingforcecondition.Simula2tingtheprocessofpitchwillofferhelpsondesignlargescalewindturbineandcontrolsystem.Keywords:windturbinegenerators;pitchmechanism;modeling;simulation风能
5、作为一种蕴藏量丰富的自然资源因其使用风力发电事业处于起步阶段,兆瓦级以上风电机组[3]便捷,可再生、成本低、无污染等特点,在世界范围内的自动变桨距控制技术尚处于研发阶段,本文针得到了较为广泛的使用和迅速发展,且发展潜力巨对兆瓦级风力发电机组的发展现状,对风力发电机大。随着风力发电技术的进步,变桨距风力发电机组变桨距系统的结构和控制部分进行分析,在此基[1,2]组已经被广泛地应用在大型风电设备上。我国础上建立变桨系统的动力学仿真模型,对机械系统收稿日期:2008205205基金项目:上海市科委科研计划项目资助(06DZ
6、22915)作者简介:张青雷(1973-),男,博士后,高级工程师,上海电气科技带头人,专业方向为数字化设计与制造,E2mail:qingleizhang@secca.cn2008年第2期张青雷,等:兆瓦级风力发电机组变桨机构建模和仿真155的运动方式进行分析。及变桨调节零部件。在模型简化过程中,尽可能多地保留了紧固件、1变桨系统结构与特点轴承、齿轮、各种小型的安装各类零部件的支架、所风力发电机组是风能转化为电能的主要装置,有铰链零件等。对具体的轮毂、变桨调节架、油缸、风力发电机组一般由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏摇
7、杆、连杆等零件上的细小结构也尽量保留,以保证[4,5]航装置、变桨系统、控制系统、塔架等部件组成。仿真对象的质量和惯性特征。变桨机构是风电机组实现变桨距控制的关键机构之为了保证变桨调节动作的顺利实现,必须根据一,运行有以下2种工况:¹当风速低于额定风速,实际情况设置各零部件之间的配合关系。导向杆与机组根据风速控制转子转速,使发电机工作在最佳调节架同轴线配合保证变桨调节架只能沿导向杆滑功率状态;º当风速高于额定风速,发电机的输出动;桨叶转盘中间的铰链轴与回转孔间的同轴线和功率也随之增加,超过额定功率时,风力发电机组的重
8、合配合保证变桨调节摇杆只能绕桨叶转盘中间的机械的电气极限要求转速和输出功率维持在限定值铰链轴旋转;此外,还要保证连杆机构与变桨转盘、以下,变桨系统根据风速变化调整风轮的桨距角,控变桨调节架与轮毂之间的配合关系,另外两组的配制吸收的机械能,减少风力机所受的冲击。变桨系合关系与该组完全相同,在相位上相差120b。统可以提高机组的运行效率和发电量,改
