基于FA ST 的大型风电机组叶根载荷反馈独立变桨距控制策略

易怀洋，梁 辉，晋永荣

（1.湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 412001；2.国网南陵县供电公司，安徽 芜湖 242400）

引言

随着我国经济的快速发展，能源消费高速增长，能源供需矛盾问题日益凸显，建立清洁低碳安全可靠的能源体系是实现可持续发展的必然选择。根据《2030 年前碳达峰行动方案》，我国在2030 年前要实现碳达峰目标，在实现我国碳排放峰值、碳中和目标和能源结构调整转型的过程中，我国风电产业迎来了新的发展机遇。另外，我国产业结构转型升级，推动高端装备制造业发展，也有力推动了我国风电大规模开发和高质量发展。

截至2021 年，我国风电装机容量突破3 亿千瓦，预计2025 年有望达到5 亿千瓦。在我国风电装机容量不断攀升的同时，风电机组单机容量也在不断增加。为了捕获高空优质风能，降低风电的发电成本，提高竞争力，风电机组趋向于朝着大型化、轻量化、低噪声、低故障率的方向发展[1]。随着风电机组尺寸的增大和柔度的增加，湍流、风剪切、塔影效应等因素对风电机组零部件产生的不平衡载荷引起的风机零部件振动加剧、疲劳损伤的问题更加突出[2]。为了有效抑制风电机组不平衡载荷引起疲劳振动问题，研究基于叶根载荷反馈的独立变桨距控制策略，通过FAST 和MATLAB/Simulink 的联合仿真分析，表明基于叶根载荷反馈的独立变桨距控制策略可有效降低风轮叶片的不平衡载荷。

1 基于FAST 搭建5 MW 风机模型

在FAST 三叶片风机模型中，风电机组包含8 个刚性体和5 个柔性体共具有24 个自由度可供选择，FAST 软件中有多种型号的风机模型可选择参考，用户可根据需要灵活地进行参数设置和自定义模式设置。……