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电子图书
| 电子图书名: |
Wind turbine control algorithms |
| 编者: |
E.L. van der Hooft; P. Schaak; T.G. van Engelen |
| 内容简介: |
Wind turbine control
algorithms |
| 所属专业方向: |
Wind power |
| 出版社: |
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| 来源: |
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本书内容如下:% }+ T% l% G2 R; P6 {0 Y2 s% ~; t# t
CONTENTS& u: Y* K, w$ ^& T
1 Introduction 75 c( g M# X* m; H# p7 Y
2 Modelling the DOWEC turbine 9 p7 J4 b* S9 Q6 G% u2 R
2.1 System description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 P0 g+ B: F' _6 W, d2 ?; C3 V
2.2 Wind turbine subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 S$ ]* ~! S3 R* g' Q3 g D
2.2.1 Rotor aerodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9: p) d% K4 V5 [6 I6 ~, ~! i
2.2.2 Rotating mechanical system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 \: t# Y$ B/ G I' F
2.2.3 Tower dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8 d, b$ E' H! H( [+ Q& S, p6 K0 ~/ c2.2.4 Electric conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
( k8 O2 h1 a! B$ M. S: `2.2.5 Pitch actuation system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
! S, O! s* T4 R+ f. O# ^2 ]2.3 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 n7 m( r- \7 K# B2 J3 H! y
2.3.1 Rotor effective windspeed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16$ G% A. k5 p1 _ Q
2.3.2 Towertop effective wave forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 W1 [' P) }# k! d4 }
3 Design of power control algorithm 23# |$ b3 O4 b4 O' m8 I" J+ `
3.1 Power control approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23% N, r9 z0 m1 @4 m" A8 x
3.2 Pitch control algorithm at full load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
0 Y9 B! E- H# r" \/ D8 X3.2.1 Rotor speed feedback control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25/ l6 [8 u2 P( Q+ r- g# z2 z
3.2.2 Dynamic inflow compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
' Z3 ~8 m- a1 ~3.2.3 Inactivity zone and limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35; E, {" m6 ~8 ^; P1 U$ |
3.2.4 Forced rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
, j$ j) C$ X6 [8 }. r0 a3.2.5 Estimated wind speed feed forward . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
: {7 O- x5 S2 z; a) `3.3 Pitch control algorithm at partial load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
! M P) m1 h( M! w# E/ S3.4 Torque setpoint control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
/ X6 Y; K4 b/ [4 b3.4.1 Stationary power production curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 m8 `4 ?) q+ ^0 m* f! P
3.4.2 Power optimisation around rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . 472 S$ {2 A7 f" r% u3 D
3.4.3 Dynamic rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55* i. t) G0 J2 n2 n- }9 q
4 Power control simulation results 59
" [2 P8 d: J' T8 [; b: {3 f7 S. _) U4.1 Simulation conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
% v0 U' k( Y" {% G1 `4.1.1 Turbine model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 e+ ^/ y- k1 ~) s* \; N* ?
4.1.2 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60* o: a5 w. C& X/ A4 ^0 k' \! u
4.1.3 Power control algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60: M1 U2 P* C& n' s* i
4.1.4 Simulation runs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60! A4 t5 x z! o$ p4 _3 ]
4.2 Control performance at rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
- r0 R( L& E* a4.3 Control performance above rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4 W# X- n7 i' ]1 I3 H2 e' o% N4.4 Control performance at high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5 ^+ v j7 |1 t! c5 c& c% Z4.5 Control performance at very high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
- `2 e3 k) e% S& {) C$ m4.6 Verification study by aerodynamic code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67* Z3 X) ]1 j" T) Z
5 Control strategies for load reduction 69; @% k6 d/ `8 o9 |4 V
5.1 Drive train resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69; V6 T; ?& W4 p) l
5.1.1 Linear design model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69% p: ]5 ]3 v; ]% r
5.1.2 Feedback structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71/ q, R0 k+ j4 A6 Z! p
5.1.3 Time domain simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
& \ C. m' r, K; p" l5.1.4 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 n5 Q2 o, t6 j" P& f
Improved damping in fore-afterward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761 P' _+ j. E0 X. M% s
5.2.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
9 x6 x8 |( T. S" c0 ~# G( F6 i5 x: ?5.2.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
; o D' J) X* x5 E. f$ ]0 [& X5.2.3 Time domain simulation and evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 80: X$ V. T% e$ b' ?( p* y
Improved damping in sideward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 A4 h2 y( A3 z7 p8 w0 J T1 x
5.3.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 d; R/ X$ e$ u1 X) T, T8 U
5.3.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83- m7 ?$ m$ d0 @
5.3.3 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 |
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