1.5 MW永磁直驱风机控制策略优化分析

李晓江，李亚男，崔　锐

(1.山西漳山发电有限责任公司,山西长治046021； 2. 国家电网山西长治供电公司，山西长治046021)



1.5 MW永磁直驱风机控制策略优化分析

李晓江1，李亚男2，崔锐1

(1.山西漳山发电有限责任公司,山西长治046021； 2. 国家电网山西长治供电公司，山西长治046021)

摘要：为有效分析密度变化对风机全年输出功率的影响，利用Matlab平台搭建了1.5 MW直驱风机仿真模型，并将功率信号反馈法嵌入此仿真模型，能较好模拟风机运行过程的全程控制。通过对仿真数据与现场数据的对比，验证了模型的准确性，基于此模型，得出Kopt固定和Kopt变化两种控制策略的功率曲线，对其数据分析可知，优化后的风机全年功率可平均提升约1%。

关键词：控制策略；建模；仿真

0引言

1风机常规控制策略

本文以1.5 MW直驱风机变速变桨距调节方式进行分析探讨，在风机整个运行过程中，大致可以分为3个阶段[3]：(1)启动阶段；(2)最大功率追踪阶段；(3)恒转速阶段。风机全程控制中转速-扭矩曲线如图1所示。

图1　直驱风电机组常规的转速-扭矩曲线

内蒙某风场风机达到额定功率时风速为12 m/s,其风频分布图如图2所示，从图中可看出风机长期运行的风速区间3～10 m/s，处于图1中的B-C最大功率跟踪阶段，此区间控制思想为：在此阶段，风机主要控制目标就是捕捉最大的风能，即风机桨距角总处于机组设计的最小角度，始终追求最大风能利用系数Cp，进而获得最大风能[4]。

图2　风频分布图

同一风速下，不同的转速使风机输出不同的功率，但始终会存在一个最佳转速，使风机获得最大风能，输出最大功率[5]。……