水平轴海流能发电机组独立变桨非对称载荷控制方法

作     者：刘宏伟 何俊 李伟 林勇刚 顾亚京 王超助 LIU Hongwei;HE Jun;LI Wei;LIN Yonggang;GU Yajing;WANG Chaozhu

作者机构：浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第20期

页      面：89-95页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51575477,51775487) 国家海洋可再生能源专项资金(GHME2015GC02,GHME2017SF02)资助项目 

主　　题：水平轴海流能 发电 独立变桨 非对称载荷 载荷控制 

摘      要：海流的湍流特性、剪切作用等会在叶轮平面内引起非对称载荷。以120 kW水平轴海流能发电机组为对象,对基于Fuzzy PID参数自整定的独立变桨载荷控制策略进行研究以降低叶轮的非对称载荷。建立叶片旋转坐标系和叶轮固定坐标系,将叶片所受力和力矩转换到叶轮,得到叶轮的俯仰力矩和偏航力矩。对线性化后的机组载荷模型进行Coleman变换,将叶根弯矩变换到d-q坐标系,从而完成叶轮俯仰力矩和偏航力矩的解耦,独立变桨控制系统简化为SISO系统。桨距角控制器通过Fuzzy PID控制得到d-q坐标系下的桨距角输出信号,并经Coleman逆变换后输出给变桨执行机构,实现独立变桨。最后基于建立的海流发电机组Matlab/Simulink模型,对控制策略进行了仿真研究,仿真结果表明所提载荷控制方法可以有效地降低机组的非对称性载荷。