1.5 MW永磁直驅風機控制策略優化分析

李曉江，李亞男，崔　銳

(1.山西漳山發電有限責任公司,山西長治046021； 2. 國家電網山西長治供電公司，山西長治046021)

?

1.5 MW永磁直驅風機控制策略優化分析

李曉江1，李亞男2，崔銳1

(1.山西漳山發電有限責任公司,山西長治046021； 2. 國家電網山西長治供電公司，山西長治046021)

摘要：為有效分析密度變化對風機全年輸出功率的影響，利用Matlab平臺搭建了1.5 MW直驅風機仿真模型，并將功率信號反饋法嵌入此仿真模型，能較好模擬風機運行過程的全程控制。通過對仿真數據與現場數據的對比，驗證了模型的準確性，基于此模型，得出Kopt固定和Kopt變化兩種控制策略的功率曲線，對其數據分析可知，優化后的風機全年功率可平均提升約1%。

關鍵詞：控制策略；建模；仿真

0引言

1風機常規控制策略

本文以1.5 MW直驅風機變速變槳距調節方式進行分析探討，在風機整個運行過程中，大致可以分為3個階段[3]：(1)啟動階段；(2)最大功率追蹤階段；(3)恒轉速階段。風機全程控制中轉速-扭矩曲線如圖1所示。

圖1　直驅風電機組常規的轉速-扭矩曲線

內蒙某風場風機達到額定功率時風速為12 m/s,其風頻分布圖如圖2所示，從圖中可看出風機長期運行的風速區間3～10 m/s，處于圖1中的B-C最大功率跟蹤階段，此區間控制思想為：在此階段，風機主要控制目標就是捕捉最大的風能，即風機槳距角總處于機組設計的最小角度，始終追求最大風能利用系數Cp，進而獲得最大風能[4]。

圖2　風頻分布圖

同一風速下，不同的轉速使風機輸出不同的功率，但始終會存在一個最佳轉速，使風機獲得最大風能，輸出最大功率[5]。……