專利名稱：一種大型風(fēng)電機(jī)組獨(dú)立變槳控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型風(fēng)電機(jī)組的控制方法，尤其是變槳控制方法。
技術(shù)背景風(fēng)剪切、風(fēng)湍流、塔影效應(yīng)、偏航偏差等因素會(huì)對(duì)大型風(fēng)力機(jī)的葉輪產(chǎn)生不 均衡載荷。且風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量越大，風(fēng)輪直徑也越大，則整個(gè)風(fēng)輪面受力的 不均衡度就越強(qiáng)，葉輪上不均衡載荷也就越明顯。葉輪上的不均衡載荷會(huì)給變槳 軸承、輪轂、主軸、偏航軸承、塔架等重要部件造成很大的疲勞載荷。目前大型變速變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組幾乎都采用葉片獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的協(xié)同變槳技術(shù)， 也就是三套獨(dú)立的變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到的是同樣的位置指令，但這樣機(jī)組在運(yùn)行中 是不能消除不均衡載荷的影響。理論上分析，根據(jù)葉片具體情況對(duì)每個(gè)葉片進(jìn)行獨(dú)立變槳控制有可能減小葉 輪上的不均衡載荷。減小上述不均衡載荷的簡(jiǎn)單方法是測(cè)量葉輪方位角。盡管在實(shí)際風(fēng)況中，葉 輪之間的風(fēng)速變化并不特別依靠葉輪位置角，但是對(duì)于一些特定影響因素(風(fēng)剪 切、塔影效應(yīng)、風(fēng)輪傾斜)會(huì)造成槳葉上的某一點(diǎn)在空氣動(dòng)力條件下對(duì)葉輪方位 角獨(dú)立變化。理論上說(shuō)，只要這些變化恒定的，則每個(gè)葉片的節(jié)距角可以按照葉 輪方位角的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，從而減小上述效應(yīng)造成的載荷變化。盡管風(fēng)剪切 效應(yīng)隨環(huán)境變化而變化，但是可以根據(jù)風(fēng)向?qū)Υ诉M(jìn)行校正。如果機(jī)艙的風(fēng)向信號(hào) 也被使用，那么也可以通過(guò)偏航誤差進(jìn)行校正。但實(shí)際風(fēng)場(chǎng)中，湍流導(dǎo)致的隨機(jī)變化占主導(dǎo)地位，所以通過(guò)這種途徑難以實(shí) 現(xiàn)理想效果，特別是對(duì)于大型葉片來(lái)說(shuō)，適當(dāng)?shù)墓?jié)距角隨葉片位置的變化會(huì)有所 不同，所以最優(yōu)的效果永遠(yuǎn)都達(dá)不到。
全文摘要
一種大型風(fēng)電機(jī)組獨(dú)立變槳控制方法，包括協(xié)同變槳控制過(guò)程檢測(cè)出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速ω<sub>g</sub>，與參考轉(zhuǎn)速ω<sub>ref</sub>相減得出轉(zhuǎn)速偏差Δω，經(jīng)PI控制，得出協(xié)同變槳控制期望輸出的協(xié)同節(jié)距角β<sub>c</sub>；還包括偏差變槳控制過(guò)程，所述偏差變槳控制過(guò)程1)檢測(cè)出葉片根部的載荷(M<sub>z1</sub>，M<sub>z2</sub>，M<sub>z3</sub>)和葉輪方位角信號(hào)ψ，主控制器將葉片根部載荷(M<sub>z1</sub>，M<sub>z2</sub>，M<sub>z3</sub>)經(jīng)Park變換，變換為M<sub>titl</sub>和M<sub>yaw</sub>載荷分量；2)分別經(jīng)PI控制器控制，得出輸出量(β<sub>1</sub><sup>cm</sup>，β<sub>2</sub><sup>cm</sup>)；3)經(jīng)Park逆變換，得出偏差變槳控制期望輸出的偏差節(jié)距角(β<sub>1</sub>′，β<sub>2</sub>′，β<sub>2</sub>′)；得出獨(dú)立變槳控制的三個(gè)葉片期望輸出節(jié)距角，控制伺服電機(jī)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)變槳。本發(fā)明能有效避免出現(xiàn)較大的疲勞載荷。
文檔編號(hào)F03D7/00GK101592127SQ20091010006
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者葉杭冶, 有 應(yīng), 許國(guó)東 申請(qǐng)人:浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)力發(fā)電工程有限公司