计及疲劳损伤评价的大型风电机组降载控制优化

论文摘要

针对目前大型风电机组疲劳载荷日益严重的问题,进行了降载荷控制优化的研究:首先采用美国国家可再生能源实验室(NREL)的5 MW风电机组搭建FAST和Matlab的联合控制模型;在此基础上设计了一种在额定风速以下提前进行变桨控制的优化方案,并依据疲劳损伤与发电量综合评价选取最优提前变桨区间;然后在额定风速以上结合功率和载荷两方面控制目标,先分风速区间优化独立变桨控制器PI参数,再拟合得到独立变桨控制的变增益调度优化函数;最后加入载荷反馈回路,在变增益独立变桨策略的基础上进一步降低叶根挥舞弯矩峰值。结果表明:提前变桨策略能有效降低额定风速附近的载荷与功率波动,加入叶片载荷反馈回路的变增益独立变桨控制相比统一变桨控制能显著减小叶片疲劳损伤。

论文目录

• 1 统一变桨控制的载荷控制效果分析
•   1.1 变增益统一变桨控制器参数整定
•   1.2 运行仿真与载荷分析
• 2 额定风速以下的降载荷变桨控制策略
•   2.1 过渡区桨距角与转矩控制
•   2.2 半波阵风下提前变桨仿真验证
•   2.3 机组叶片疲劳损伤估计
•   2.4 过渡区范围选择
• 3 变增益独立变桨控制器参数优化
•   3.1 变增益独立变桨控制器控制结构
•   3.2 变增益独立变桨控制器控制参数优化
•   3.3 仿真验证
• 4 增加叶片载荷反馈的降载荷控制
•   4.1 叶片载荷直接反馈控制原理
•   4.2 仿真验证
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 高峰,邓星星,吴小江,杨锡运

关键词: 风电机组,疲劳损伤,控制参数优化,独立变桨控制,降载荷控制

来源: 动力工程学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 华北电力大学控制与计算机工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51677067)

分类号: TM315

页码: 568-575

总页数: 8

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