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柔塔型风力发电机组的转矩控制器设计

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风力发电机组(以下简称风电机组)的转矩控制,需要兼顾发电效率与机组载荷,常采用恒转速-变转速-恒转速策略.针对柔塔型风电机组塔架频率低、在变转速区存在共振点,引起塔架疲劳载荷急剧增加的问题,提出一种分段式变转速策略:将传统的变转速区分解成2个变转速区和1个快速穿越区,在边界区通过及时下拉或上拉电磁转矩,使风轮转速快速上升或下降,实现共振区的快速穿越;动态调整PI转矩输出极限值,实现变转速区与恒转速区之间的平滑切换.建立用于转矩控制器设计的动力学模型,根据模型完成控制器参数设计,并对控制器的稳定性做出校验.通过GH Bladed仿真分析和风电现场测试验证,表明设计出的转矩控制器能在变转速区使机组快速穿越塔架共振区,有效避免塔架共振的发生,且在恒转速区能够较好地稳定转速,确保在不增加风电机组疲劳载荷的同时还有足够的稳定裕度,具有较高的工程应用价值.
Torque Controller Design for Soft Tower Wind Turbines

torque controlcontroller designtower resonancevariable speedturbine fatigue load

林志明、尹景勋、郑大周、雷必成

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台州学院智能制造学院,浙江省台州市 318000

东方电气风电股份有限公司,四川省 德阳市 618000

东方电气股份有限公司,四川省 成都市 610000

转矩控制 控制器设计 塔架共振 变转速 机组疲劳载荷

四川省重点研发计划

2023YFG0090

2024

10.13335/j.1000-3673.pst.2023.1275

电网技术
国家电网公司

电网技术

CSTPCD北大核心
影响因子：2.821
ISSN：1000-3673
年,卷(期)：2024.48(3)
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