臺(tái)風(fēng)條件下風(fēng)力發(fā)電機(jī)再切入控制研究.pdf

1、臺(tái)風(fēng)條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)承載的風(fēng)荷載可能超過(guò)極限荷載，威脅風(fēng)機(jī)安全。風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置有25m/s左右的切出風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)剎車(chē)停機(jī)，并在風(fēng)速減小時(shí)再切入恢復(fù)正常運(yùn)行，以確保風(fēng)機(jī)安全。但當(dāng)風(fēng)速在切出風(fēng)速上下波動(dòng)時(shí)，風(fēng)機(jī)可能因反復(fù)切出再切入而頻繁啟停，不但明顯加速機(jī)械元件的老化和疲勞，還可能因斷路器頻繁操作，造成溫度顯著升高而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障率。針對(duì)該問(wèn)題，論文利用香港地區(qū)長(zhǎng)洲氣象站風(fēng)速觀測(cè)數(shù)據(jù)，就臺(tái)風(fēng)條件下的再切入控制展開(kāi)研究

2、。
　　為避免臺(tái)風(fēng)條件下風(fēng)力發(fā)電機(jī)頻繁切出，論文提出利用風(fēng)速和時(shí)間組合死區(qū)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)切出后的再切入控制。設(shè)置低于切出風(fēng)速的再切入風(fēng)速和延遲死區(qū)時(shí)間，只有當(dāng)風(fēng)速持續(xù)低于再切入風(fēng)速的時(shí)間大于死區(qū)時(shí)間時(shí)才重新啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。對(duì)基于各種風(fēng)速、時(shí)間死區(qū)組合的再切入控制進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。仿真結(jié)果表明，選擇恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)速和時(shí)間組合死區(qū)進(jìn)行再切入控制，在風(fēng)機(jī)的切出次數(shù)上和減少單位次數(shù)切出損失發(fā)電量上均明顯優(yōu)于現(xiàn)行單獨(dú)采用風(fēng)速死區(qū)的控制方法，因

3、設(shè)置簡(jiǎn)單有效，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。其它風(fēng)場(chǎng)同樣可根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)況，結(jié)合降低單位次數(shù)切出所能接受的損失停機(jī)電量損失，進(jìn)行再切入的風(fēng)速和時(shí)間死區(qū)設(shè)置。
　　本文還研究利用基于ARIMA算法的超短期風(fēng)速預(yù)測(cè)進(jìn)行臺(tái)風(fēng)下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)再切入控制，當(dāng)風(fēng)機(jī)切出后，只有在風(fēng)速低于再切入風(fēng)速且未來(lái)風(fēng)速預(yù)測(cè)不會(huì)超過(guò)切出風(fēng)速時(shí)恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。數(shù)值仿真表明，因臺(tái)風(fēng)下風(fēng)速變化率大，基于ARIMA的超短期風(fēng)速預(yù)測(cè)難以達(dá)到較高的預(yù)測(cè)精度，基于ARIMA超短期風(fēng)速預(yù)測(cè)進(jìn)行