兆瓦级风电机组变桨距过程动态仿真-计算机工程与应用.pdf

14 2011 ，47 （25 ） Computer Engineering and Applications 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 LUO Shuqiang 西南大学 工程技术学院，重庆 400715 College of Engineering and Technology of Southwest University ，Chongqing 400715 ，China LUO Shuqiang.Dynamic simulation of wind turbine generator system variable-pitch process.Computer Engineering and Applications ，2011 ，47 （25 ）：14-17. Abstract ：The regulative principle of Variable Pitch Wind Turbine Generator System（VPWTGS ）is analyzed.A dynamic math- ematical model which includes wind turbine ，pitch executive facility ，control algorithm ，pitch rate ，dynamic wake ，tower dynam- ic and sensor responding to this system is built.Based on this ，a dynamic simulation model is set up by using MATLAB/ SIMULINK simulation platform.The characteristic simulation of a 1.5 MW VPWTGS is calculated under gust wind speed.Sim- ulation results ，which are compared with those of simplified model ，indicate that the proposed model can better describe the dynamic character of variable pitch process ，and can make up for the over-simplifications of models in literatures. Key words ：Wind Turbine Generator System （WTGS ）；variable pitch ；pitch rate ；dynamic wake ；tower dynamic ；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/SIMULINK 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1.5 MW 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 ：10.3778/j.issn. 1002-8331.2011.25.004 文章编号：1002-8331（2011 ）25-0014-04 文献标识码：A 中图分类号：TM614 1 引言 桨距过程动态特性的主要因素（包括变桨速率、动态尾流、塔 风电机组使用变桨距控制主要有以下几个方面的优势： 架动态、传感器响应等），并分别对其进行详细的建模，结合风 （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 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， 出功率；（2 ）强风时，对机械功率进行限制，使其保持在额定 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 值；（3）防止从电网解列的风电机组转向，起气动制动作用；