兆瓦级风电机组变桨距过程动态仿真

《兆瓦级风电机组变桨距过程动态仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、142011．47(25)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用兆瓦级风电机组变桨距过程动态仿真罗书强LUOShuqiang西南大学工程技术学院，重庆400715CollegeofEngineeringandTechnologyofSouthwestUniversity，Chongqing400715，ChinaLUOShuqiang．Dynamicsimulationofwindturbinegeneratorsystemvariable-pitchprocess．Compute

2、rEngineeringandApplications，2011，47(25)：14—17．Abstract：TheregulativeprincipleofVariablePitchW铀dT曲ineGeneratorSystem(VPWTGS)isanalyzed．Adynamicmath-emaficalmodelwhichincludeswindturbine，pitchexecutivefacility，controlalgofithm，pitchrate，dynamicwake，towerdynam—icandsen

3、sorrespondingtothissystemiSbuilt．Basedonthis，adynamicsimulationmodelissetupbyusingMATLAB／Sn仉Ⅱ．嗽simulationplatform．11坞characteristicsimulationofa1．5MWVPWTGSiscalculatedundergustwindspeed．Sim—ulafionresults。whicharecomparedwitllthoseofsimplifiedmodel，indicatethatthepr

4、oposedmodel,callbetterdescribethedynamiccharacterofvariablepitchprocess。andCallmakeupfortheover-simplificationsofmodelsinliteratures．Keywords：WindT眦．b沁GeneratorSystem(WTGS)；vailablepitch；pitchrate；dynamicwake；towerdynamic；simulatiOn摘要：在分析风电机组变桨距调节原理的基础上，建立了包含风力机、变桨距

5、执行系统、变桨距控制算法、变桨速率、动态尾流、塔架动态、传感器响应的变桨距风电机组整体动态数学模型。以此为基础，运用MATLAB／sIⅦⅡ．肿(仿真模拟平台搭建了变桨距风电机组动态仿真模型．以阵风为例，运用该模型对一台1．5MW的风电机组进行了变桨距过程动态特性仿真。仿真结果与简化模型仿真结果对比表明：建立的模型能很好地描述变桨距过程中的机械转矩过冲、桨距角滞后等动态特性，弥补了现有各种模型过于简化的不足．关键词：风电机组：变桨距；变桨速率：动态尾流；塔架动态；仿真DOI：10．37780．issn．1002．8331．201

6、1．25．004文章编号：1002．8331(2011)25．0014．04文献标识码：A中图分类号：TM614l引言风电机组使用变桨距控制主要有以下几个方面的优势：(1)微风或中等风速时，设定优化的桨距角优化风电机组的输出功率；(2)强风时，对机械功率进行限制，使其保持在额定值；(3)防止从电网解列的风电机组转向，起气动制动作用；(4)满足并网导则，即大型风电场在2S内能从任意运行点的机械功率降到其额定功率的20％以下等。因此，变桨距控制一直是国内外学眷1‘”研究的热点问题之一。文献【6】将系统未建模动态和未知外扰作用都归结

7、为对系统的总扰动，设计了变桨距自抗扰控制器；文献【7】在简化风力机模型的基础上，设计了变桨距模糊自适应整定PID控制器；文献【8】在基于某一工况点风电机组线性模型的基础上，提出了高风速段桨距的滑模变结构控制方案；此外，神经网络、逆系统方法、混沌理论等也在变桨距控制中有所运用。由于桨距系统的强非线性特性，一般使用简化的模型来研究变桨距动态过程．然而随着设计风力机功率的逐步增大，简化的变桨距系统模型无法实现对变桨距动态特性更多的描述。本文在分析变桨距调节原理的基础上，综合考虑影响变桨距过程动态特性的主要因素(包括变桨速率、动态尾流

8、、塔架动态、传感器响应等)，并分别对其进行详细的建模，结合风力机、桨距执行机构动态方程及带非线性抗饱和PI控制算法，建立完整而有效的变桨距系统模型以弥补现有各种模型过于简化的不足。2风力机气动特性分析由于叶素动量理论(BladeElementMomentum，BEM)在理论的