三轴行星齿轮箱驱动的风力发电机控制分析与功率分配

本文探讨了带有动力分段传输系统的风力发电机组控制分析，该系统通过三轴行星齿轮箱实现。这种设计旨在优化风能转换效率，提高电力输出的灵活性。作者张、李和杜分别来自江苏大学、 Chemnitz理工大学机械工程学院以及大众汽车公司的CAE方法部门，他们在2005年4月24日提交了初稿，并于2006年1月6日经过修订后接受发表。 文章的核心内容聚焦在一种特殊的风力涡轮机结构上，其特点在于输入轴由风力发电机的转子驱动，输出轴则通过主发电机（异步发电机）与电网相连，而第三个轴则由一个可变速度的控制电机驱动。这种设计允许风力发电机根据需要调整转速，从而实现功率的动态分配和优化利用。 研究者首先构建了风力涡轮机各子系统的动态模型，包括旋转气动学、传动系统动力学和电力生成单元的动力学。这些模型是在工作点上进行了线性化处理，以便于在多学科动力学框架下进行集成和仿真分析。线性化处理简化了复杂系统的行为理解，有助于开发精确的控制器，确保风力发电机组在各种运行条件下保持稳定并最大化效率。 此外，文中可能涉及对变桨变速控制策略的研究，这种策略是现代风力发电技术的关键部分，它能够根据风速变化实时调整叶片角度和发电机转速，以最大化能量捕获和减少风阻。通过动力分段传输，还可以实现对电网的适应性连接，提供更稳定的电力输出，减少对电网的冲击。 这篇文章提供了深入的洞察，揭示了如何通过创新的机械结构和控制系统设计，提高风力发电的性能和可靠性，同时满足了可再生能源行业的环保和经济效益目标。通过这个研究，读者可以了解到风力发电系统中的关键控制技术和设计决策，为风能产业的进一步发展提供了有价值的技术参考。