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目前风电机组是怎么实现最大风功率追踪和变桨距控制的?
2019-03-25分类:风电产业 / 风电技术来源:阅读数:( )
【CPEM吉瓦风电网讯】

作者:WindEnergy
链接:https://www.zhihu.com/question/52474638/answer/143390800
来源:知乎
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现在风电机组主控策略很多文献和书籍都有讲解,主要的策略切换在额定(转速)点,分为额定以下风能最大追踪运行和额定以上恒功率运行。说明一下,入流风速是不能准确预测的,实际控制是机组的转速(不考虑会有先进的风速前馈策略的厂家)。
额定以下可以遵照:Tem=k*\omega _{gen}^{2} 执行,其中k=0.5*\rho *\pi *R^{5} *\frac{Cp_{max} }{\lambda _{opt} }
通常来说,额定以下不会加入过多的变桨动作(不考虑最优桨距角控制)。
额定以上:变桨控制是为了稳定转速(稳定功率),使用PI控制器(不考虑先进控制策略)对转速的超调进行修正,error_{genspe} =Speed_{ref}-Speed_{act}
简单的,发电机转速超过额定转速进行变桨动作稳定转速,不超过额定转速不进行变桨。
具体的操作,涉及的控制策略实施,状态切换,细节很多,不详细说明。
这些内容在很多书籍都有描述,推荐 叶杭冶 的风电机组控制,具体书名不记得了,比较有借鉴意义,从国外而来,国内外长期运行实践(独立变桨和先进策略可以理论学习)。

补充1:
1)第一个图来自网络,论文和书籍中很常见的转速转矩特性曲线,我们说的在BC段。第二个图是自己以前画的图,做了简化(去掉额定转速运行,去掉功率环)。
在正文里说的策略是根据转速计算最优转矩(即有功功率参考值)。这是一种基础方法,还有一种就是查表法,也有文献使用追踪最优的叶尖速比。(可以多看一些文献,但策略的具体实施细节很多,需要一个好的平台作为支持)



2)变桨的基本作用就是稳定额定转速,和额定功率(不讨论实际策略)。PI控制器利用的是信号差值进行误差调节,信号差值(转速环或功率环)进入PI后的输出是一个调节量,具体量纲是根据设计定义的,可以是变桨位置(桨距角),也可以是变桨速率(正负方向最终结果也是角度的变化),这里的参考值只是主控计算给出的,后级变桨机构执行不讨论。

(来源:知乎)

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