随着风电机组容量的不断增大,叶片越长,其实际风速与参考风速的误差也越大,叶片载荷也随之增大,这些问题严重影响风电机组的使用寿命。因此研发安全可靠和高效率的大型风电机组具有重要的现实意义。本文以MW级风电机组为依托,对大型风电机组电动变桨距控制技术进行了较深入的研究。本文首先简要分析了风电机组电动变桨距控制系统的机械传动部分和电气伺服部分,并对其进行了载荷分析和计算。接着从风力机桨叶的空气动力学基本理论入手,分析出变桨距控制原理,针对大型风电机组有效风速在风轮平面内分布不均匀问题进行了理论分析和研究;基于目前的变桨距控制方法,提出优化的独立变桨距控制方法解决这一问题,其方法是:在风速超过额定风速时,先根据风速统一调节桨距角到预定值;再把统一变桨后的输出功率偏差、偏差变化率作为输入量,基于模糊控制算法获得新的统一桨距角;最后基于方位角权系数分配给每个桨距角,再次异步微调桨距角,实现风力机各桨叶的优化控制。本文在MATLAB/Simulink中建立了风电机组各部分的数学模型,并基于该方法建立了独立变桨距风电机组数学模型。由仿真结果可知,本文提出的方法有效的优化了风电机组在额定风速以上的恒功率控制,其与统一变桨距控制相比较,其抗干扰能力强,控制精度更高。
