基于激光雷达的风力机分离测风独立变桨控制策略

在基于叶片根部载荷的PID独立变桨控制的基础上,引入激光雷达并提出优化的独立变桨控制方法。利用激光雷达可重建风力机前方风场信息的特点,对风力机前方风速进行提前测量。提出并使用统一风演化模型对所测数据进行二次处理,得到更贴近实际的叶轮中心风速,进一步使用所提出的分离测风方法对叶根载荷进行提前计算,根据载荷的计算值进行独立变桨控制。该方法可用于解决由于信号延迟、变桨执行机构延迟导致的风速与桨距角不匹配问题。在保证发电功率平稳的情况下,进一步减小风力机工作时的叶根载荷及轮毂不平衡载荷。使用TurbSim软件生成风模型,并采用Matlab/Simulink及FAST进行联合仿真。仿真结果表明,在额定风况下,不平衡载荷相较于传统独立变桨方法有8.07%~11.17%的减小量,阵风风况下可将冲击载荷峰值减小32.06%。