【摘要】：為減小風(fēng)電機(jī)組葉輪不平衡引起的周期載荷,提出一種自適應(yīng)獨(dú)立變槳控制策略。首先,基于葉片旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和輪轂靜止坐標(biāo)系之間的關(guān)系,揭示了機(jī)組在葉輪不平衡情況下的載荷特性及變化規(guī)律。其次,考慮不平衡周期載荷的頻率隨機(jī)組轉(zhuǎn)速變化的特點(diǎn),提出了一種諧振頻率自適應(yīng)于葉輪轉(zhuǎn)速的比例—積分—諧振(PIR)獨(dú)立變槳控制策略,并闡述了變槳控制器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。最后,基于FAST-MATLAB/Simulink風(fēng)電機(jī)組載荷及控制聯(lián)合仿真平臺(tái),仿真比較了機(jī)組在葉輪平衡和不平衡兩種狀況下的載荷特性;并在IEC標(biāo)準(zhǔn)湍流風(fēng)速下對(duì)所提自適應(yīng)PIR獨(dú)立變槳控制策略的載荷控制性能進(jìn)行仿真,且將結(jié)果與傳統(tǒng)比例—積分和比例—諧振獨(dú)立變槳控制策略進(jìn)行比較。結(jié)果表明,葉輪不平衡會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生頻率變化的不平衡周期載荷,且相對(duì)傳統(tǒng)控制策略所提自適應(yīng)PIR獨(dú)立變槳控制策略能夠更有效地減小不平衡周期載荷。
【圖文】：

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ述，下文將這種由葉輪不平衡導(dǎo)致的額外交流分量稱為“１ｐ不平衡周期載荷分量”。２自適應(yīng)獨(dú)立變槳控制策略及參數(shù)設(shè)計(jì)２．１自適應(yīng)ＰＩＲ獨(dú)立變槳控制策略由上面分析可知，對(duì)于葉輪不平衡的風(fēng)電機(jī)組，獨(dú)立變槳控制需同時(shí)消除傾覆和偏航力矩的直流靜態(tài)載荷分量及１ｐ不平衡周期載荷分量。為實(shí)現(xiàn)上述控制目標(biāo)，在科爾曼坐標(biāo)變換［７－８］的基礎(chǔ)上，提出了如圖１所示的自適應(yīng)獨(dú)立變槳控制策略。圖１中，三個(gè)葉片的葉根拍打彎矩Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３可通過(guò)在葉片根部加裝光纖傳感器陣列測(cè)量或通過(guò)建模預(yù)測(cè)的方法獲�。郏保罚荩蝗~片旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３經(jīng)過(guò)科爾曼變換［７－８］轉(zhuǎn)化為輪轂靜止ｄｑ坐標(biāo)下的Ｍｄ，Ｍｑ；分別將Ｍｄ，Ｍｑ作為ｄｑ軸控制器的反饋輸入信號(hào)（其給定值分別為０），而產(chǎn)生ｄｑ靜止坐標(biāo)系下的偏差槳距角給定值β＊ｄ，β＊ｑ；β＊ｄ，β＊ｑ經(jīng)過(guò)科爾曼逆變換［７－８］得到葉片旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的獨(dú)立變槳偏差角給定值Δβ＊１，Δβ＊２，Δβ＊３，并將其分別與統(tǒng)一變槳槳距角給定值β＊ｃ相加，便得到每個(gè)葉片的最終槳距角給定值β＊１，β＊２，β＊３，統(tǒng)一變槳槳距角給定值β＊ｃ由統(tǒng)一變槳控制算法給出［８］；β＊１，β＊２，β＊３經(jīng)過(guò)變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)便可輸出作用于葉片的實(shí)際槳距角β１，β２，，β３。在進(jìn)行科爾曼正逆坐標(biāo)變換時(shí)需用到葉輪方位角信號(hào)φ，其

ｄ，Ｍｑ與輪轂傾覆和偏航力矩的關(guān)系為：Ｍｄ＝２３ＭｔｉｌｔＭｑ＝２３Ｍｙp舙膒疲幔鰨ǎ罰┯墑劍ǎ罰┲停簦椋歟艉停停幔韉鬧繃髟睪煞至亢停保鴆黃膠庵芷讜睪煞至恐苯臃從吃冢停�，ＭＲd�。燃c停�，Ｍｑ掉[繃鞣至亢停保鷸芷詵至�，技兩消除Ｍｔｉe艉停停幔韉鬧繃骶蔡睪珊停保鴆黃膠庵芷讜睪傘Ｎ送畢停�，Ｍｑ掉[繃鞣至亢停保鷸芷詵至�，ｄｑ控制采用了壤_跡菜咀允視Γ校桑銥刂破鶻峁埂Ｍ賈�，ＬＰＦ为低通滤波砌崿用以马橗１ｘc黃膠庵芷讜睪煞至恐獾鈉淥咂搗至�，避免变桨驱动系蛙�(chē)鈉搗倍鰨唬校煽刂破饔糜諳停�，Ｍｑ掉[繃鞣至浚蛔允視Γ銥刂破饔糜諳停�，Ｍｑ碘c德時(shí)浠模保鷸芷詵至�。哇E滄允視Γ校桑銥刂破韉腦砜蟯跡疲椋紓玻櫻悖瑁澹恚幔簦椋悖洌椋幔紓潁幔恚錚媯簦瑁澹穡潁錚穡錚螅澹洌校桑遙悖錚睿簦潁錚歟歟澹蟯跡倉(cāng)�，ＰＩｃ炟制器在ｓ域的传碟L海牽校桑遙ǎ螅劍耍穡耍椋螅耍顎兀悖螅螅玻撥兀悖螅兀玻錚ǎ福┦街校海耍鷂壤凳唬耍槲窒凳滬兀鏤跡銥刂破韉男癡衿德剩滬兀鬮刂蠱德�；Ｋｒ为增益系数。由其传碟L字�，综E銥刂破髟諦癡衿德師兀锎Φ腦鲆娣淺４螅殺Ｖぴ詒棧房刂葡低持惺迪侄災(zāi)芷諦藕諾牧鬮蟛罡��？悸潛淥俜緄緇樵讜誦杏詰頭縊偈弊儔浠洗�，詽}停洌停竦模保鷸芷詵至康鈉德室嗨嬤⑸

本文編號(hào)：2573266