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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:" ~! R) J$ s, J0 L
CONTENTS
* `1 @& k7 T4 Q+ L# \* V& |4 L0 k1 Introduction 7
9 c/ P. o* z' H1 z I2 Modelling the DOWEC turbine 9) r( }5 N0 w% j1 x4 t
2.1 System description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Q$ v# A" w6 ?9 A- g
2.2 Wind turbine subsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9: @$ s; w' {8 Y9 H
2.2.1 Rotor aerodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 [/ X0 v3 Z- [% z9 q$ W+ Q
2.2.2 Rotating mechanical system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 x; f0 K0 w. x! p' |
2.2.3 Tower dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
C/ O( f/ D- z6 c' C: b$ j2.2.4 Electric conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
{! }& T3 k1 E% D0 ]" F2.2.5 Pitch actuation system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
/ `2 ]0 x4 E* s% M- w2 z2.3 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
) F, e2 `6 ^2 a2 K2 U2.3.1 Rotor effective windspeed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7 h: H: B P/ |6 h1 f ~2.3.2 Towertop effective wave forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18$ j+ {/ ?# f2 r, }$ M
3 Design of power control algorithm 23
: K4 s% e0 B7 s% n2 [; ]' e) B3.1 Power control approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23; R( b% g! G6 L$ O( V! A6 ]: i) O
3.2 Pitch control algorithm at full load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25: U6 X6 o" c" i( [$ L' J& ^
3.2.1 Rotor speed feedback control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25+ ~) c$ y0 W- b
3.2.2 Dynamic inflow compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35* y3 t3 r( f2 { X v
3.2.3 Inactivity zone and limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
" ~. Y' c+ F' ?0 z3.2.4 Forced rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
; g8 s& ?! [5 R1 t: c3.2.5 Estimated wind speed feed forward . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
+ f: L0 c/ @- d+ \3 i8 j3.3 Pitch control algorithm at partial load operation . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
* g& R* X& b) o# P, u3.4 Torque setpoint control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .; Z: e0 U- q" ` M9 |2 b
3.4.1 Stationary power production curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 o2 N. n" V& j9 D! i+ G( T
3.4.2 Power optimisation around rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . 470 g7 H" q- d) P
3.4.3 Dynamic rotor speed limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7 H* ]- \4 \. n. p) @2 x4 Power control simulation results 59
3 M1 {. \* o) X: @+ i$ n9 k4.1 Simulation conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
* G$ E2 K: o" |' f# s4.1.1 Turbine model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594 u+ j1 H7 G! j& G F
4.1.2 External phenomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7 i* Q5 a6 G0 s5 V4.1.3 Power control algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607 J( E5 S: D! {+ P" P5 @+ o
4.1.4 Simulation runs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60, G$ y" `/ O' m8 O; @. [9 s
4.2 Control performance at rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
; u) ~, S$ N+ u) F8 | d4.3 Control performance above rated wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64; h5 z- B2 z" v. o; o/ |4 {: z
4.4 Control performance at high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65. B* F7 ^0 |; |) D' ^' S' p- {' L
4.5 Control performance at very high wind speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
. E" x! Q4 r H9 D; }- H4.6 Verification study by aerodynamic code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67; W$ Z1 _3 h! y) I
5 Control strategies for load reduction 69
* Q" J/ T; m% |7 _7 H( F- J# [5.1 Drive train resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 k/ C2 K1 r( y! @: O: [
5.1.1 Linear design model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 S3 ]; b$ z# Y- B
5.1.2 Feedback structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714 n- u# v2 G. j* i" \% P3 }
5.1.3 Time domain simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
* w+ |/ u$ H4 ?0 A5.1.4 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 B6 i2 Y& Y0 M. z2 b; E2 Z. Z
Improved damping in fore-afterward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76# M8 j+ }$ s4 @5 K1 m! d: f
5.2.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
: O- ]: L9 X R0 Q% t5 p* S5.2.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
0 ?; _- w; W ^; j1 S- W$ E9 X5.2.3 Time domain simulation and evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5 p& H; y+ v' UImproved damping in sideward direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82* `$ H% ]3 \$ M' g& u+ V- O6 T; |
5.3.1 Damping approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82% |$ W9 o+ }+ _7 C# a4 E
5.3.2 Feedback structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 q% L, o P: g& W4 Q2 M, H; S
5.3.3 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 |
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