CDR风力发电机多领域耦合动态建模及全工况分层协同控制

作     者：胡阳 邵茂峰 王蔚然 张冲 HU Yang;SHAO Maofeng;WANG Weiran;ZHANG Chong

作者机构：华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 

出 版 物：《动力工程学报》 (Journal of Chinese Society of Power Engineering)

年 卷 期：2024年第44卷第10期

页      面：1600-1610,1639页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFB1506602) 

主　　题：风力发电 双叶轮风力发电机 多领域耦合 动态建模 分层协同控制 无扰切换控制 

摘      要：针对一种串列式双叶轮(CDR)风力发电机,基于自由涡尾迹理论提出前后叶轮串列式布局下后叶轮入流风速建模方法,首次建立了包含前后叶轮、传动轴系和塔筒等关键子系统的“气动-传动-电气-支撑件多领域耦合动态模型;考虑CDR风力发电机结构及特性,以风力机安全运行和最大出力为目标,设计整机分层协同控制架构;采用Fortran语言开发适用于不同容量等级CDR风力发电机的精细化仿真软件,结合高性能服务器搭建仿真实验平台。为验证方案有效性,配置某典型2.7 MW CDR风力发电机设计参数,依据国际电工委员会(IEC)标准开展全工况载荷分析及性能验证。结果表明:所建立的整机模型可准确反映风力机各子系统间的耦合动态特性,所提出的分层协同控制方法在安全载荷范围内具有良好的最优功率曲线跟踪性能。