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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:
, p( L$ `. G. `. SCONTENTS
; d3 B: Y! t9 x6 W" F1 Introduction 7
3 A3 c+ k2 p0 L0 t5 k2 Modelling the DOWEC turbine 90 {7 s& ?" X' K# Q% Q1 w4 V
2.1 System description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
" Y% u- ^5 L0 O" }9 R2.2 Wind turbine subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
: V+ i# J) c3 v! n2.2.1 Rotor aerodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
+ [0 U" |7 m8 Z$ \0 t2.2.2 Rotating mechanical system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
& p/ L! c& W0 `) v1 b& `5 s2.2.3 Tower dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
0 D" i; k* M' w) z2.2.4 Electric conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
. \- Q' g |4 S \8 P- _2.2.5 Pitch actuation system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
. }" z2 m4 i8 u7 I! P2.3 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
" r6 g7 M( h" \. x! R- Z4 M/ \- r2.3.1 Rotor effective windspeed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
; T" D$ t/ J* z2.3.2 Towertop effective wave forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
, |+ y* _' p6 [3 Design of power control algorithm 23
% }# ~" u0 S! {! A! A+ T! `4 I3.1 Power control approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23; O7 g4 k( X$ ^, w' ^
3.2 Pitch control algorithm at full load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25" ^ `6 p" o" M' X4 U( \" N) H
3.2.1 Rotor speed feedback control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25: ^1 @- q& |0 v" h' y
3.2.2 Dynamic inflow compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35% O/ w( J' H' ?+ ?
3.2.3 Inactivity zone and limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 z- n1 }: l: J5 ?& P1 h( q
3.2.4 Forced rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 k( X8 d1 E* e5 J0 o( x9 n j
3.2.5 Estimated wind speed feed forward . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38, E* h$ m6 J# p0 G* \
3.3 Pitch control algorithm at partial load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
' R$ M+ r! A; q" J! A' ], ~, [6 \3.4 Torque setpoint control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
: M5 Q, |& V# v1 s0 W0 i3.4.1 Stationary power production curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3 a1 @1 C& n+ Y6 R3 M3.4.2 Power optimisation around rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . 47' E y ?, N4 h1 k3 i" W4 n( | T
3.4.3 Dynamic rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55! l- l* [- ]! u
4 Power control simulation results 59
7 `; r4 r& c+ P7 u' m+ a- @4.1 Simulation conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 j5 r& x& z2 \2 u* [* B
4.1.1 Turbine model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
( E% h- Q5 t( B G |. G$ T4.1.2 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601 ]' D+ ~4 h$ L$ q1 T
4.1.3 Power control algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60" Z- w% A, B( }# c9 T
4.1.4 Simulation runs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2 }5 }7 Q% C2 h$ S1 [4.2 Control performance at rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
d+ W5 X* v9 E% Q. t" u4.3 Control performance above rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
: |% O2 f0 F5 D) ?# g7 @4.4 Control performance at high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65, Y. d, J+ p) z, P
4.5 Control performance at very high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661 W/ ~2 G' j) r @
4.6 Verification study by aerodynamic code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67# _( [$ h6 F/ O4 c( B; W6 D
5 Control strategies for load reduction 69
: {3 C. ?1 h# Z5.1 Drive train resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
! _4 R2 {: a5 e6 H1 S. E. ]6 W5.1.1 Linear design model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
( n: r- o# P; V5.1.2 Feedback structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 {5 M+ M6 N$ T, b, X7 z
5.1.3 Time domain simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74$ a5 ~( K- e% O3 P
5.1.4 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76- X/ w, O+ U/ @/ e* C* i5 r& T
Improved damping in fore-afterward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76& `% @5 }& ]$ D, D( r. O
5.2.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76* [ ~% \# @6 U8 _& S2 V/ R
5.2.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777 _, ~( F9 N/ O' A& H6 Z3 }. M! d
5.2.3 Time domain simulation and evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
, H% O |6 V( M) ^! I4 ?Improved damping in sideward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 y* s' ^2 H3 k' c* U7 u- p1 A' _! j
5.3.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82! t4 ~2 \) f, ]4 U- D6 U9 u
5.3.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
" o$ K/ G# U) n# s. _5.3.3 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 |
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