变桨距风电机组动态模型研究与仿真

"这篇论文研究了乘积逻辑系统中公式的真度函数理论，并结合MATLAB/SIMULINK仿真模拟平台，深入探讨了1.5 MW风电机组变桨距调节的动态特性。通过建立一个详尽的模型，考虑了包括变桨速率、动态尾流、塔架动态和传感器响应在内的多种因素，该模型能够更准确地描述变桨距过程中的机械转矩过冲和桨距角滞后现象，弥补了现有模型的简化不足。" 在论文研究中，作者首先强调了变桨距控制在风电机组中的关键作用，特别是在微风、中风速条件下的功率优化，强风时的功率限制，以及紧急情况下的气动制动功能。这些控制策略对于大型风电场的并网规范尤其重要，如快速降低机械功率以满足电网要求。过去的研究中，变桨距控制策略涵盖了自抗扰控制、模糊自适应PID控制、滑模变结构控制等多种方法，但由于系统的非线性特性，通常使用简化的模型进行分析。 论文深入探讨了风力机的气动特性，引用了叶素动量理论（BEM），这是工程中常用的一种理论，它在理论复杂性和模型准确性之间找到了平衡。贝兹理论指出，风力机吸收的功率、转矩和推力可以由风速、风轮半径、叶片效率参数（Cp、Ct）等因素计算得出。为了研究动态特性，作者采用了BEM理论与简化的风力机模型的组合。 然后，作者建立了一个全面的变桨距风电机组动态数学模型，该模型不仅包括风力机本身，还涵盖了变桨距执行系统、变桨距控制算法，以及影响动态性能的各种因素。借助MATLAB/SIMULINK，作者构建了仿真模型，并以阵风为例，对1.5 MW风电机组进行动态仿真。仿真结果显示，这个复杂的模型能够有效地模拟机械转矩过冲和桨距角滞后等实际工况，比传统的简化模型更具描述性。 此外，论文还讨论了变桨速率、动态尾流、塔架动态和传感器响应如何影响风电机组的变桨距控制。这些因素的考虑使模型更加接近实际运行情况，提高了模型预测和控制策略设计的精度。 总结来说，这篇论文贡献了一种更加详实的风电机组变桨距动态模型，这对于理解和改进风力发电系统的控制策略，特别是对于大功率风电机组的高效、安全运行具有重要意义。同时，它也为未来研究提供了一个更为精确的分析工具，有助于开发出更先进的变桨距控制算法。