基于风向预测的风电机组偏航控制方法研究

作     者：路宏 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：田德

授予年度：2019年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：风电机组 偏航控制方法 偏航综合特性 平均风向预测 

摘      要：随着风电技术的发展,风电机组单机容量不断增加,风电机组的偏航控制系统变得愈加重要。良好的偏航控制方法既可以保证风电机组的对风精度,提升发电量,又可以降低机组载荷,延长风电机组使用寿命。因此将偏航控制方法分为偏航重启控制方法和偏航执行控制方法并分别进行了优化,主要研究内容如下:(1)在GH-Bladed中搭建1.5MW风电机组模型,研究不同风速、不同偏航误差情况下的风电机组输出功率、关键部件载荷及振动情况;编写传统偏航控制程序,根据仿真结果分析偏航角阈值和偏航延时对风电机组输出功率及偏航次数的影响;通过对偏航综合特性分析,为不同风速区间设置偏航控制参数。仿真结果表明,基于偏航综合特性的偏航控制方法在额定风速以下时可提高风电机组的输出功率,在额定风速以上时可降有效低机组所受载荷。(2)为解决偏航滞后引起的风电机组频繁偏航的问题,提出了一种基于平均风向预测的偏航执行控制方法。建立时间序列预测模型,对原始不平稳的风向数据进行差分,并根据最小AIC准则选取最佳预测模型进行平均风向预测,偏航控制系统根据预测的平均风向执行偏航控制可以避免因风向快速变化引起的频繁偏航。仿真结果表明,与传统偏航控制方法相比,基于平均风向预测的偏航执行控制方法可以在保证风电机组输出功率的情况下,有效降低风电机组偏航次数。