大型海上漂浮式風電機組變槳控制策略研究.pdf

1、相較于陸上風力發(fā)電，海上風力發(fā)電因具有不占用土地資源、風資源豐富且靠近電力負荷中心等優(yōu)勢，近年來得到各國大力發(fā)展。然而隨著潮間帶及近海區(qū)域風電資源開發(fā)強度逐漸飽和，以及沿海地區(qū)環(huán)境保護呼聲的日益強烈，今后海上風電從潮間帶和近海走向深海將是必然趨勢。漂浮式風電機組作為一種安裝在浮式平臺的風力機為風力發(fā)電從近海走向遠海提供了一種可行的方案。然而，對于漂浮式風電機組，其所受的外界載荷和系統(tǒng)模型比陸上和近海風電機組更加復雜。因此，迫切需要先進的

2、控制方法以保證漂浮式風電機組在復雜的外界載荷和系統(tǒng)模型不確定性的條件下不僅能保持功率的平穩(wěn)輸出，同時也能在一定程度上抑制變槳控制對浮臺運動的影響。此外，風電機組在這種條件下運行，其執(zhí)行器、傳感器出現(xiàn)故障的概率會相應升高，嚴重影響風電機組的可靠性和功率的平穩(wěn)輸出。有鑒于此，論文將以深海漂浮式風電機組在無故障和故障情況下功率的平穩(wěn)輸出為主要目標展開研究，完成的主要研究工作有：
　?、俳⑵∈斤L電機組結構模型。
　　論文在漂浮式

3、風電機組基本動力學理論基礎之上，分別建立了其主要部分的數(shù)學模型。根據(jù)風電機組空氣動力性能特點，建立了風能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的廣義非線性數(shù)學模型；根據(jù)浮式平臺結構動力性能特點，建立了漂浮式風力機有限自由度的結構動力學模型；針對風電機組槳距系統(tǒng)，分別建立了槳距系統(tǒng)的無故障情況下的二階數(shù)學模型、執(zhí)行器故障模型和傳感器故障模型。
　?、谠O計在無故障情況下漂浮式風電機組變槳控制策略。
　　論文針對漂浮式風電機組存在的風、浪、流作為外部擾動引起的

4、復雜載荷以及模型不確定性的問題，設計一種基于自動擾動補償(ADR)的海上漂浮式風電機組變槳控制策略。該控制器的控制目標是在保證輸出功率平滑的前提下避免由功率調(diào)節(jié)造成浮臺俯仰運動的加劇。利用美國可再生能源實驗室(NREL)提供的高仿真度非線性風力機模型(FAST)，結合Matlab/Simulink進行控制策略的仿真驗證。結果表明，與增益調(diào)度PI控制策略相比，所提方法具有更好的功率控制效果。
　?、墼O計在槳距系統(tǒng)故障情況下漂浮式風電