基于FAST与Simulink风力发电机组降载荷控制研究.pdfVIP

2013年 9月 机床与液压 Sep．2013 第41卷 第 17期 MACHINETO0L HYDRAULICS V01．41No．17 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．17．038 一目．zH0I×】、 基于 FAST与Simulink风力发电机组降载荷控制研究 加 如 龚睫凯，孙文磊，吴安 (新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐830047) 摘要：控制方法可以以提高风能捕捉率和减少风力发电机组动态载荷来提高整机性能。用叶轮统一变桨控制方法来调 节额定转速以上区域的叶轮转速，提高传动链模态中的阻尼。在现代控制论的基础上 ，对风力发电机组进行线性化计算， 应用状态评估方法来减少整机的测量对象 ，用线性最优控制来调整反馈增益 ，用DAC控制来清除风扰动。作者建立了基于 FAST风力发电机结构动力学软件和Simulink联合仿真下的现代控制仿真模型，将结果与PI控制方法进行对 比，体现了现 代控制算法的优越性。 关键词：风力发电机；线性化 ；现代控制；载荷 中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2013)17—131—4 ControlResearchinReducingtheLoadofW indTurbinesBasedonhteFAST andSimulink GONG Jiekai．SUNWenlei．WU An (SchoolofMechanicalEngineering，Xi~iangUniversity，UrumqiXi~iang830047，China) Abstract：Controlmethodcanimprovethecomprehensiveperformanceofwindturbinesbywaysofimprovingthecapturerateof windandreducingdynamicload．Thecontrolmethodofcollectivepitchwasusedtoadjustrotorspeedandimprovedampinginthe drivechainmodeabovetheratedspeed．Onthebasisofmodem controltheory，windturbineswereproceedwithlinearizationcalcula— tion，theconditionassessmentmethodwasused，aswellaslinearoptimalcontrolandDAC controltoreducethemeasurementofthe object，adjust~edbaekgainandclearthewinddisturbance．BasedonFASTstructuredynamicssoftwareandMATLAB／Simulinksoft— wareforthewindturbines，themoderncontrolsimulationmodelwasestablished．TheresultcomparedwithPIcontrolmethodreflects thesuperiorityofmoderncontrolalgorithm． Keywords：Windturbines；Linearity；Moderncontrol；Load 典型的变速风力发电机拥有不同运行区域。如图 在文献 [1—2]里，已经阐明用状态 一空间控 1所示，在区域2，控制的 目的是 ，在最优叶尖速 比 制器的设计来调节区域3的风力发电机转速和提高柔 下，使用发电机扭矩控制来增大风能捕捉率。在区域 性风力发电机模态的阻尼。并说明采用全态反馈控制 3，发电机扭矩是恒定 的，并且用叶片变桨控制来维