近额定风速区大型风力机转子推力控制

Rotor Thrust Control for Large-Scale Wind Turbine in Near-Rated Wind Speed Region

Jiaqi Li · Siyuan Fan · Hua Geng · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年5月

为限制近额定风速区转子推力的最大值，本文提出一种适用于大型风力机的新型转子推力控制方案，包含推力辨识器、推力控制回路及前馈变桨控制器。基于叶素动量理论，通过简化叶片模型利用叶根面外弯矩实现转子推力在线辨识，并构建推力反馈控制环。进一步设计基于非线性动态逆的最小变桨饱和器（NDI-PS）作为前馈控制器，通过对推力系数曲线进行非线性动态逆实现变桨前馈补偿。仿真结果表明，所提方案在提升1%～1.5%发电功率的同时，叶根与塔底载荷降低约4%，性能优于NREL与金风现有控制器。

解读: 该研究的转子推力控制方案对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。其中推力辨识和非线性动态逆控制的思路可应用于我司SG系列风电变流器的控制算法优化，特别是在功率优化和载荷控制方面。通过引入类似的推力反馈控制环和前馈补偿机制，可提升风电变流器在近额定风速区的发电效率和可靠性。该技术还可与iSolar...