定桨距风力发电机在桨叶深失速区运行研究

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1、第42卷第2期2010年4月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics＆Astronautics定桨距风力发电机在桨叶深失速区运行研究马运东1王芳2胡祖荣1王俊琦1赖日新1邢岩1V01．42No．2Apr．2010(1．南京航空航天大学自动化学院，南京，210016；2．南京工业职业技术学院电气与自动化系，南京，210046)摘要：定桨距风力发电机结构简单、成本较低，在恒速运行时主要依靠失速性能来调节输出功率。为了进一步提高该型风力发电机的输出功率，需要研究其在叶片深失速区内变速运行，实现在低风速区的最大风能跟

2、踪和高风速区的恒功率控制，从而具有与变桨距变速风力发电机相媲美的功率特性。本文采用鲁棒PID控制器设计转速控制系统。其动态响应特性符合设计要求。实验结果表明，定桨距变速风力发电机能够在设计风速范围内稳定运行，其变速控制系统具有良好的动态响应特性，依靠变速控制系统能够实现低风速区的最大风能跟踪扣高风速区的恒功率控制。关键词：风力发电；定桨距风力机；变速控制；鲁棒控制器中图分类号：TK89，TM614文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)02—0127—06ResearchonFixed-PitchWindTurbineRunninginBladeDee

3、pStallRegimeMaYundon91，WangFan92，HuZuron91，WangJunqil，LaiRixinl，XingYanl(1．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics·Nanjing，210016·China2．Electric&AutomationDepartment，NanjingInstituteofIndustryTechnology，Nanjing，210046，China)Abstract：Fixed—pitchwindtu

4、rbineshaveadvantagesofsimplestructureandlowercost．Inthecaseofconstantturbinespeed，theturbineschangetheiroutputpowerbystallcharacteristicsofblades．Toin—creasetheoutputpoweroftheturbines，thecharacteristicsofbladesindeepstallregimearestudied．Thenewturbinesarecalledthefixed—pitchvariablesp

5、eedwindturbines(FPVSWTs)．Theycanworkformaximumpowerpointtracking(MPPT)atthelowwindspeedandforconstantpowercontrolatthehighwindspeedwithaspeedcontrolsystem．Therefore。FPVSWTshavethesimilarpowercharacteris-ticsoffixed—pitchwindturbines．ArobustPIDcontrolleriSdesignedtocontrolthespeedofFPVS

6、WT．ExperimentalresultsshowthatFPVSWTwiththerobustPIDcontrollercanworkstablyindifferentwindspeedstationsandhasgooddynamiccharacteristics．Thus．FPVSWTcanworkwellbothforMPPTatthelOWwindspeedandfortheconstantpowercontrolatthehighwindspeed．Keywords：windpower；fixed—pitchwindturbine；speed—cont

7、rol；robustcontroller风能是一种无污染的可再生能源，近年来得到世界各国的广泛关注。风力发电已经成为解决世界能源问题的重要力量。预计全球累计风电装机总量2020年可达12亿千瓦以上，2030年可达25亿千瓦以。目前市场较为成熟的大型风力发电机主要有定桨距失速型风力发电机(恒速运行)、变桨距恒速风力发电机和基于变速恒频技术的变桨距变速风力发电机‘纠。定桨距失速型风力发电机采用桨叶与轮毂刚性连接的形式，桨叶尖部有叶尖扰流器用于基金项目：国家重点基础研究发展计划(。九七三”计划)(2007CB210303)资助项目。收稿日期：2009—05—25；修订