风力发电机组偏航扭缆保护装置设计

李小沛 刘国营

摘要：风力发电机的控制系统和偏航机构具有滞后性问题，当风向和风速频繁变化时，风轮平面无法准确对准风的来向，这会导致偏航机构频繁动作，增加机械损耗，进而影响偏航机构的寿命。针对上述问题，本文提出了一种基于卡尔曼滤波的自适应偏航控制策略，使风机具有较强的自适应性，降低偏航频次，提高对风精度。最后，通过数字仿真及现场数据测试验证，充分说明本文所述的基于卡尔曼滤波的自适应偏航控制策略能够明显降低偏航频次，提高对风精度，提升发电量，使风机具有一定的自适应性。

关键词：风力发电机;偏航系统;控制策略

引言

随着不可再生资源的匮乏以及环境污染的加剧，风能作为一种清洁性高、可持续性强、资源丰富的可再生资源已日益受到世界各国的关注。截至2016年末，全球累计风电容量达到487GW。根据国家发改委可再生能源发展“十三五”规划，到2020年底，全国风电并网装机确保达到2.1亿千瓦以上。风力发电机组是用于捕获风能的旋转机械，无论是直驱式风力发电机组，还是双馈式风力发电机组，都有一些相同的部件，如保护从机头到塔筒电缆转向处电缆的偏航扭缆装置。偏航扭缆装置是电缆夹具的一种，也叫偏航扭缆保护套，在风力发电机组中用于固定和保护动力电缆及控制电缆。相对于整个风力发电机组来说，它只是一个比较普通的结构部件。但是，偏航扭缆装置设计的不合理，可能导致电缆磨损或者拉断，影响机组的安全和后期运行维护。……