叶片断裂事故条件下直驱式风电机组动态特性分析

【摘要】：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。 【作者单位】： 湖南科技大学机电工程学院;
【关键词】： 直驱式风电机组 叶片 断裂事故 动态特性
【基金】：国家自然科学基金(51205123) 湖南省自然科学市州联合基金(11JJ8002)资助项目
【分类号】：TM315
【正文快照】： 0前言*大型直驱水平轴式风电机组是目前风电场主流机型之一,其发电机采用多极电机并与叶轮直接连接,省去了齿轮箱这一传统部件,具有高效率、低噪声、高寿命、低运行维护成本等诸多优点。针对大型直驱式风电机组开展的功率转换与控制[1-2]、最大风能追踪[3-4]、低电压穿越[5-6]

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