风力发电机组功率与叶片载荷协同控制策略

"风电机组Ⅱ区功率与叶片气动载荷协同控制 (2017年)" 这篇论文探讨了风力发电机组在低于额定功率运行时如何优化风能捕获和叶片气动载荷的问题。在风力发电领域，尤其是在风速低于额定风速的Ⅱ区，如何确保发电机高效稳定运行是一项重要挑战。传统的风力发电机组控制策略往往侧重于最大功率追踪，但可能会导致叶片承受过大的气动载荷，影响设备寿命和整体效率。 作者王湘明和任树平提出了一种创新的协同控制方法，该方法通过在风速过渡区预先调整叶片角度（变桨）来同时控制功率输出和叶片载荷。这种协同控制策略旨在在不显著改变功率输出的前提下，减轻叶片的气动载荷，从而延长设备寿命并提高发电效率。 在Matlab环境下，研究人员构建了风力发电机组的仿真模型，对提出的控制策略进行了验证。通过仿真计算，他们得出结论，协同控制策略在低于额定风速的工况下能够有效地保持功率稳定，同时显著降低叶片的气动载荷，证明了该策略的可行性。 论文中还提到了关键概念，如最佳叶尖速比，这是指叶片旋转速度与风速之比，当这个比例达到最优时，风力发电机可以捕获最多的风能。此外，柔性变桨是指叶片角度可以根据风速变化进行灵活调整，这是实现协同控制的关键技术。 该研究得到了科技型中小企业技术创新基金的支持，表明这一领域的研究对于推动风能技术的发展和应用具有重要意义。论文的发表不仅展示了沈阳工业大学在风力发电控制技术方面的研究成果，也为风力发电行业的实践提供了理论指导和技术支持。 这篇论文深入探讨了风力发电机组在低风速条件下的功率控制策略，提出了新的叶片气动载荷管理方法，对于提高风能利用效率和设备寿命有重要价值。通过实际仿真验证，协同控制策略的有效性得到证实，这为未来的风力发电技术研发提供了新的思路和方向。