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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:
来源:
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本书内容如下:4 b* n- I1 h2 U o9 k% X, t
CONTENTS2 Z5 W6 M) @1 ~/ p) F3 g3 _8 j
1 Introduction 7& U. I }) x: l5 k' B$ v( x
2 Modelling the DOWEC turbine 97 l$ i- W) _4 r3 ^. ~, _- J7 z* y8 c* _
2.1 System description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9- _& S" q7 H% D5 {9 ~
2.2 Wind turbine subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 W1 ]! z3 A; @5 p6 ?
2.2.1 Rotor aerodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
/ s, c: B& |8 x( l; V9 H. m, p+ E* g! S 2.2.2 Rotating mechanical system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 G5 S9 _. O1 k% L0 g1 T. h; k, {
2.2.3 Tower dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
8 o Q5 T6 S9 F% r# c 2.2.4 Electric conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
$ {0 o( r% a0 d: j/ d' R3 U3 r 2.2.5 Pitch actuation system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 [1 \4 }0 `! g' s2 J. R: w7 X
2.3 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 i8 G0 }7 b) U; G8 \# }
2.3.1 Rotor effective windspeed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 n* B- P8 l0 k* o4 m! A1 Z1 i
2.3.2 Towertop effective wave forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Z; \& N) T7 T2 }. i
3 Design of power control algorithm 23# { ?! } F3 ]( X2 e# z% k
3.1 Power control approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
" m8 a. J/ l( r3 ~5 U! Q# G 3.2 Pitch control algorithm at full load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25/ d& _) @! M8 ^ J2 V8 j
3.2.1 Rotor speed feedback control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25) a, i, N1 I5 Z5 h# z
3.2.2 Dynamic inflow compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
% a; d# A% U) U. u6 | 3.2.3 Inactivity zone and limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35! X& [4 U( O( K( |3 B) m2 G! I
3.2.4 Forced rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 K/ v. Y; Z. v; Q' l y9 u3 e: b
3.2.5 Estimated wind speed feed forward . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38/ V2 i( H) n3 k8 S8 @
3.3 Pitch control algorithm at partial load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
9 n( N5 [( @* o C0 U0 z 3.4 Torque setpoint control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
& Z/ E' A7 _0 W0 b5 X 3.4.1 Stationary power production curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46" O0 g5 {, P7 C) s
3.4.2 Power optimisation around rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . 47
& u6 F5 e- X' R, n8 J- F2 U 3.4.3 Dynamic rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55/ E0 F9 E, _* d; p0 U
4 Power control simulation results 59
+ m2 S! R! @2 V y3 c1 ^, t, Y 4.1 Simulation conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
' ` m; l/ @8 F 4.1.1 Turbine model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
/ t' y( y: R t& i& I 4.1.2 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
, T, z5 D! G( u: f( B1 | 4.1.3 Power control algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 U& ]/ m+ e% h" `1 U* p
4.1.4 Simulation runs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
; k( p! P( E- i& { 4.2 Control performance at rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63% L" A3 b! h2 X4 ~0 Q: I2 j1 l
4.3 Control performance above rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
, R$ a; e; @/ y$ g, `) X5 z* q 4.4 Control performance at high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652 \5 y8 m0 Y3 v
4.5 Control performance at very high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660 `/ P- I$ T& G' y7 m) m- L
4.6 Verification study by aerodynamic code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 v: F1 {, v0 l
5 Control strategies for load reduction 69
' K. X' Z8 x2 |; X 5.1 Drive train resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69. s) n; H' p, D
5.1.1 Linear design model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699 G! L$ ?, Y" Z% E& E7 l+ F
5.1.2 Feedback structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
% s2 T$ R6 X- ]9 M. ^2 N 5.1.3 Time domain simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74# f, s+ F* k) ~, _. P
5.1.4 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
$ H/ O) l1 w# ^ Improved damping in fore-afterward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76. s. l: C" f, z! g6 f# D5 {. F
5.2.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5 E3 @8 a* I3 E 5.2.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
% |. o7 L% a. t4 l0 W4 e# T. W 5.2.3 Time domain simulation and evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
. B" j6 j! i \! c) O: D, Z Improved damping in sideward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 a- B* C0 a' r$ R( `
5.3.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5 L+ n- ^0 k \ 5.3.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832 ~$ }! Q' Q7 R1 X& r0 p" F
5.3.3 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
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