张力腿漂浮式风电机组疲劳载荷智能控制研究

作者：李欣; 张明明; 杨洪磊

来源：太阳能学报, 2020, 41(09): 278-286.

DOI：10.19912/j.0254-0096.2020.09.036

• 海上风力发电机组
• 张力腿基础
• 疲劳载荷
• 智能叶片控制
• 柔性尾缘襟翼

以张力腿式(tension leg platform,TLP)UpWind/NREL 5 MW风电机组为研究对象,采用FAST/AeroDyn开源代码,结合自主开发的基于柔性尾缘襟翼(deformable trailing edge flap,DTEF)的载荷智能控制系统,搭建气动-水动-伺服-弹性仿真平台,选取国际电工协会(IEC)标准正常湍流模型(NTM)和正常海况模型(NSS)工况,开展张力腿漂浮式风电机组载荷控制研究。通过与整体变桨控制比较发现,在DTEF控制下,叶片、传动链和塔架的疲劳载荷得到了有效控制,载荷降低20%～35%,增加了系统的可靠性和经济性。在额定风速以上,DTEF的辅助变桨作用可缓解变桨系统的磨损,并同时降低发电机转速、扭矩和功率的波动,提高了机组的性能。为探索控制有效性的原因,开展详细的基于DTEF的相关机理分析。

• 单位
  中国科学院; 中国科学院大学; 中国科学院工程热物理研究所