变桨距风力机特性模拟.pdf

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1、电气传动自动化技术与应用2011年第30卷第l2期ElectricalDrives变桨距风力机特性模拟★陆旦宏1，李庆，张仰飞，章心因(1．南京工程学院，江苏南京211167；2．中国电力科学研究院，北京100192)摘要：变桨距风力机在不同风速下具有不同的运行状态和输入输出关系。文章根据空气动力学理论研究了风力机静动态特性；探讨了不同风速下，变桨距风力机的控制方案及运行状态；根据变桨距风力机不同的运行状态，设计r发电机特性和桨距角控制方案；在matlab／simulink环境下，建立了适应变桨

2、距风力机全状态的模拟系统；在匀速风、阵风、渐进风和阶跃风下，对模拟系统进行了全面的实验验证。结果表明模拟系统的控制方法切换，输出量变化，变量参数的改变均与实际设计期望相符，证明r所建模拟系统能准确实现变桨距风力机的特性，并能全面模拟多运行状态下的变桨距风力机。关键词：风力机；桨距角；风力机模拟中图分类号：TM315文献标识码：B文章编号：10037241(2011)012005705SimulationofVariableBladePitchWindTurbineLUDan-hong，LIQin

3、g，ZHANGYang-fei，ZHANGXin-yin(I．NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167China；2．ChinaElectricPowerResearchInstitute，Beijing100192China)Abstract：Windturbinewithvariablebladepitchadoptsdiferentrunning—statusanddifferentinputoutputrelationshipatdiffere

4、ntwindspeed．Onthebasisoftheoreticalaerodynamics，thestaticanddynamiccharacteristicsofwindturbinearestudied．Controlmethodsofwindturbinewithvariablebladepitchatdiferentwindspeedareexplored．Accordingtothedifferentrunning—statusofvariablebladepitchwindtur

5、bine，generatorcharacteristicandpitchanglecontrolsystemaredesigned．Inmatlab／simulinkenvironment，thesimulationsystemofvariablebladepitchwindturbinefortotalstatusesisbuilt，aswellasthesimulationsystemexperimentsaremadeundertheactionofwindloadwhichhasthec

6、haractersofuniformity，gust，gradualnessandstep．Duringthetest，theresponsesofcontrolmethod，outputandparameterareidenticalwithexpectation．Testresultconfirmsthatthesimulationsystemcanaccuratelysimulateworkingcharacteristicanddiferentrunning—statusofvariab

7、lebladepitchwindturbine．Keywords：windturbine；pitchangle；windturbinesimulation1引言风电机组模型既要能体现机组性能，也应能反映机组控作为一种可再生的清洁能源，风力发电得到了普遍制功能。在变桨距风电机组中，风力机与发电机共同作的关注⋯1。由于风电自身存在着有功出力随风速变化用，存在多种运行状态和控制方案，因此，全面准确地模而波动、无功调节能力不强等特点，必然会对电网的运拟全状态下变桨距风力机的控制和性能具有良好的应行特性产

8、生很大影响，如何准确分析风电并网后电网与用价值。风电机组的运行特性成为风电发展的一个重要研究内根据空气动力学理论，风力机对风能的捕获除与风容，因此建立准确的风电机组模型具有重要意义[卜【引。速大小有关外，还受风能利用系数影响，因此在任何风速下都可以调节风力机转速获得最大风能利用系数，以使风力机运行在最大风能捕获状态【】_【1。目前，对风力·基金项目：江苏省自然基金项目(编号BK2008366、BK2009353)机模拟系统研究大都集中于此。但实际上风力发电系收稿日期：2011—11—02《自动化