變槳距、大容量是風力機組的發展趨勢,國外風機的主力機型向2MW以上發展,機組大多采用三個獨立的電控調槳機構,通過三組變速電機和減速箱對槳葉分別進行控制,為了捕獲最大風能、平緩風輪力矩波動和消除風力機的不平衡載荷,本項目研究了大型風電機組異步變槳控制系統,異步變槳可以消弱氣動不平衡,減小機組振動,提高風能利用率,提高風電電能質量和延長機組壽命。
本項目提出了基于前饋模糊與Fuzzy-PID相結合的統一槳距角給定技術,提出了基于電功率觀測葉片應力的獨立變槳技術,通過獨立變槳直接控制葉片上氣動力產生的擺振力矩,不僅直接平緩了風輪力矩的波動,還間接減少了葉片上載荷的波動、輪轂的偏航力矩波動和俯仰力矩波動,大大改善了風力機的功率輸出、疲勞、振動、動力穩定性等性能。
以上成果發表在國內外重要期刊上,如Lecture Notes in Electrical Engineering,電機工程學報等,申請授權了多個發明專利和軟件著作權。在上述大型風電機組異步變槳控制技術研究的基礎上,基于永磁同步電機、全數字驅動器及超級電容架構,本課題組自主開發了風機三個槳葉可以獨立高可靠控制的2MW風機機組異步電動變槳系統,已完成實驗室測試
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