机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2013年
2期
190-198
,共9页
直驱式风电机组%叶片%断裂事故%动态特性
直驅式風電機組%葉片%斷裂事故%動態特性
직구식풍전궤조%협편%단렬사고%동태특성
以兆瓦级直驱式风电机组为研究对象,进行叶片断裂事故发生后风电机组动态特性分析.通过将风轮载荷模型、机电耦合模型和变桨距控制等多个风电机组子系统模型进行集成,得到较完整的系统整体模型.在风轮载荷模型中,不但考虑气动载荷,也考虑惯性载荷和重力载荷等；变桨距控制充分考虑变桨距机构动力学特性.在Simulink环境下建立风电机组数值仿真模型,并假定叶片断裂后几秒内风电机组尚未停机进行仿真研究.研究结果发现,一个叶片断裂后,风轮旋转力矩出现突变,发电机电磁力矩快速响应风轮机械旋转力矩,风轮转速能控制在设定值附近波动；风电机组能量捕获与转换出现失衡,变流器直流电压、输入电网有功功率和无功功率等都出现大幅度波动,造成对电网的冲击.通过分析叶片断裂后风电机组动态特性,能够为风电机组结构设计、运行控制等提供有益的参考.
以兆瓦級直驅式風電機組為研究對象,進行葉片斷裂事故髮生後風電機組動態特性分析.通過將風輪載荷模型、機電耦閤模型和變槳距控製等多箇風電機組子繫統模型進行集成,得到較完整的繫統整體模型.在風輪載荷模型中,不但攷慮氣動載荷,也攷慮慣性載荷和重力載荷等；變槳距控製充分攷慮變槳距機構動力學特性.在Simulink環境下建立風電機組數值倣真模型,併假定葉片斷裂後幾秒內風電機組尚未停機進行倣真研究.研究結果髮現,一箇葉片斷裂後,風輪鏇轉力矩齣現突變,髮電機電磁力矩快速響應風輪機械鏇轉力矩,風輪轉速能控製在設定值附近波動；風電機組能量捕穫與轉換齣現失衡,變流器直流電壓、輸入電網有功功率和無功功率等都齣現大幅度波動,造成對電網的遲擊.通過分析葉片斷裂後風電機組動態特性,能夠為風電機組結構設計、運行控製等提供有益的參攷.
이조와급직구식풍전궤조위연구대상,진행협편단렬사고발생후풍전궤조동태특성분석.통과장풍륜재하모형、궤전우합모형화변장거공제등다개풍전궤조자계통모형진행집성,득도교완정적계통정체모형.재풍륜재하모형중,불단고필기동재하,야고필관성재하화중력재하등；변장거공제충분고필변장거궤구동역학특성.재Simulink배경하건립풍전궤조수치방진모형,병가정협편단렬후궤초내풍전궤조상미정궤진행방진연구.연구결과발현,일개협편단렬후,풍륜선전력구출현돌변,발전궤전자력구쾌속향응풍륜궤계선전력구,풍륜전속능공제재설정치부근파동；풍전궤조능량포획여전환출현실형,변류기직류전압、수입전망유공공솔화무공공솔등도출현대폭도파동,조성대전망적충격.통과분석협편단렬후풍전궤조동태특성,능구위풍전궤조결구설계、운행공제등제공유익적삼고.
