【摘要】：本著在陣風工況下,變槳控制器提前動作與快速動作的原則,結合變速變槳控制算法基本結構,在基本變槳控制器上增加功率槳距角發(fā)電機轉速控制環(huán),使槳距角能夠在額定功率以下提前動作;在槳距角發(fā)電機轉速控制環(huán)的比例項中增加非線性增益因子,使得變槳控制能在陣風下快速動作。仿真分析與現(xiàn)場測試結果表明,這2個陣風控制策略能有效地抑制與減少風電機組發(fā)電機由于超速帶來的停機,一定程度上可以提高風電場發(fā)電量,降低風電機組機械載荷,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。
【圖文】：

圖5額定風速附近增加PPGSL的陣風控制效果Fig.5EnhancementofgustcontroleffectofPPGSLaroundratewindspeed16116167-22050185016502400170010001000200-600風速／（m·s-1）槳距角／（°）發(fā)電機轉速／（·rmin-1）加功率變槳環(huán)不加功率變槳環(huán)不加功率變槳環(huán)加功率變槳環(huán)不加功率變槳環(huán)加功率變槳環(huán)塔架前后推力／kW機組功率／kW不加功率變槳環(huán)加功率變槳環(huán)05101520253035時間／s而積分項的作用是功率在額定值以下時，槳距角增量Δβ2輸出為負值，此時即使槳距角增量Δβ1輸出為正值，但總的槳距角增量Δβ輸出為負值，，把槳距角限制在最優(yōu)槳距角。圖3中，Δβ1為PGSL輸出的槳距角增量；Δβ2為PPGSL輸出的槳距角增量；a0、a1、b0、b1為PI控制器數(shù)值離散化后的系數(shù)，a0=KITS／2＋KP，a1=KITS／2－KP，b0=KIQTS／2＋KPQ，b1=KIQTS／2－KPQ，其中TS為采樣時間，KI和KP分別為PGSL的積分與比例系數(shù)，KIQ和KPQ分別為PPGSL的積分與比例系數(shù)。2.2陣風下快速變槳控制策略針對額定風速以上的陣風工況，發(fā)電機轉速已經(jīng)遠大于額定發(fā)電機轉速，而且偏差還在不斷增加，但此時PC的比例增益卻隨著槳距角的增加在減少，這樣導致了風輪轉速的增加。針對以上情況，對變槳的比例增益，設計增加一個非線性附加項，通過加快回調(diào)槳距角，來抑制風輪超速。設計原則是在轉速偏差較大而且偏差還在繼續(xù)增加的情況下，對PGSL的比例項乘以一個數(shù)值大于1的增益因子，達到快速變槳，盡快達

ition30001500020105100500發(fā)電機功率／kW槳距角反饋／（°）發(fā)電機轉速／（·rmin-1）時刻17:46:11.65020001000015100500風速／（m·s-1）槳距角給定／（°）90°17.1m／s22°1997.499r／min2188.251kW17:45:1017:45:4017:46:1017:46:402.51.50.5KP_K-200-1000100200KP_xxdot／（rad2·s-2）圖6變槳NLGF參數(shù)選取方法Fig.6SettingofNLGF圖7增加NLGF的陣風控制效果Fig.7EnhancedgustcontroleffectbyNLGF2215834241471-2210019251750400175-50風速／（m·s-1）槳距角／（°）變槳速率／（°·s-1）增加NLGF沒有NLGF塔架前后推力／kW發(fā)電機轉速／（·rmin-1）05101520253035時間／s增加NLGF沒有NLGF沒有NLGF增加NLGF增加NLGF沒有NLGF4圖9風電機組在陣風工況下正常運行的錄波圖Fig.9Normaloperationofwindturbineingustcondition2200210020105發(fā)電機功率／kW槳距角反饋／（°）發(fā)電機轉速／（·rmin-1）時刻17:48:19.680200018001525.012.50風速／（m·s-1）槳距角給定／（°）15.904°16.9m／s14.4°1964.999r／min2115.624kW17:47:1517:47:4517:48:1517:48:45200019001900170025.012.5017:47:58.971第婁堯林，等：變速變槳風電機組陣風控

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