发明名称 |
垂直轴风力机旋转主轴振颤的机电协调抑制方法及装置 |
摘要 |
本发明公开了一种垂直轴风力机旋转主轴振颤的机电协调抑制方法及装置,包括实时获取旋转主轴的垂直倾角;计算旋转主轴在其水平截面内正交的两个方向上的振颤烈度、风力发电机最大功率跟踪目标下的最优转速;根据旋转主轴振颤烈度,分析确定风力发电机的期望转速;由转速内环控制器驱使风力发电机的转速快速达到期望转速;当主轴的振颤烈度超过预先设定的最大安全调控阈值时,启动转速内环控制器的反向电动制动功能,以及旋转主轴的电磁抱刹机构,使风力发电机的转速快速下降。本发明可实时测算出主轴的当前振颤烈度,抑制主轴振颤,使得风力机在保持机械稳定的同时,尽可能地获得最高的风能捕获效率。 |
申请公布号 |
CN102644549A |
申请公布日期 |
2012.08.22 |
申请号 |
CN201210049193.0 |
申请日期 |
2012.02.29 |
申请人 |
南通大学 |
发明人 |
吴国庆;吴爱华;茅靖峰;张旭东;曹阳;周井玲;肖龙雪 |
分类号 |
F03D7/06(2006.01)I |
主分类号 |
F03D7/06(2006.01)I |
代理机构 |
南通市永通专利事务所 32100 |
代理人 |
葛雷 |
主权项 |
1.一种垂直轴风力机旋转主轴振颤的机电协调抑制方法,其特征是:包括以下步骤:(1)实时获取旋转主轴的垂直倾角,所述垂直倾角包括主轴水平截面内正交的两个方向上的倾斜偏角值αx和αy;(2)计算旋转主轴的振颤烈度K<sub>v</sub>,所述振颤烈度定义为,<img file="DEST_PATH_FDA00001708755100011.GIF" wi="688" he="64" />(3)根据当前风速,计算风力发电机最大功率跟踪目标下的最优转速ω<sub>op</sub>;(4)根据旋转主轴振颤烈度,分析确定风力发电机的期望转速ω<sub>g</sub>:a)获取风力发电机的当前转速ω<sub>c</sub>;b)判断旋转主轴的振颤烈度是否超过预先设定的临界调控阈值Kt,若是,进入步骤d);若否,进入步骤c);c)将最优转速ω<sub>op</sub>确定为风力发电机的期望转速ω<sub>g</sub>;d)比较当前转速ω<sub>c</sub>与最优转速ω<sub>op</sub>的大小,若|ω<sub>c</sub>-ω<sub>op</sub>|>ε,则将最优转速ω<sub>op</sub>确定为风力发电机的期望转速ω<sub>g</sub>;若|ω<sub>c</sub>-ω<sub>op</sub> |≤ε,则将风力发电机的期望转速ω<sub>g</sub>设定为低于最优转速ω<sub>op</sub>; 式中,ε为正实数,是代表当前转速ω<sub>c</sub>与最优转速ω<sub>op</sub>差异的一个数值量;(5)由转速内环控制器驱使风力发电机的转速快速达到期望转速ω<sub>g</sub>;(6)判断旋转主轴的振颤烈度是否超过预先设定的最大安全调控阈值Ks以内,若是,进入步骤(7);若否,返回步骤(1);(7)启动转速内环控制器的风力发电机反向电动制动功能,以及旋转主轴的电磁抱刹机构,使风力发电机的转速快速下降;(8)发送故障停机信号,并等待复位重启指令。 |
地址 |
226019 江苏省南通市啬园路9号 |