万书亭，成立峰，绳晓玲

基于等效风速的风机功率波动特性分析

万书亭，成立峰，绳晓玲

（华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071003）

自然界的风随机性强，风速和风向变化频繁。风机在实际运行中，经常因风的变化和控制策略问题引起风机频繁偏航、振动超限、故障停机等一系列工程问题。通过建立包含风剪切、塔影效应及偏航误差的等效风速模型，采用Matlab进行仿真分析，与风场实际运行数据进行对比，研究风机在等效风速下功率波动特性。结果表明，等效风速各分量对机组功率特性影响差异明显。可据此进行相关控制策略的优化设计以提高风机运行稳定性和风能利用率。

振动与波；风机；功率波动；等效风速；风剪切；塔影效应；偏航误差

作为绿色能源，风能以其独有的优势受到全世界的关注：储量巨大、分布广泛、取之不尽并且清洁无污染。但作为自然界的产物，风能也有其缺点：风速、风向都随机变化并具有间歇性。为了提高风能利用率，各种控制技术应用于风机以适应自然风的随机特性［1-3］。

现代大型风机运转所处的三维风场中存在风剪切和塔影效应，风轮捕获的气动载荷和功率都含有3P波动分量，载荷的波动会沿传动链传播，使整个机组振动，发电功率波动，甚至影响机组安全运行。另外，随着风向不断变化，偏航控制系统经常需要频繁启停以进行迎风控制。但风电机组在正常发电工作状态下偏航时所产生的……