苏 睿,杨 琪,刘平平,李华志,黄杨森,王 钧

(1.成都工业学院机械工程学院,四川 成都 611730;2.东方电气风电有限公司,四川 德阳 618099)

变速恒频风电机组主要采用永磁发电机、双馈发电机,利用变频器等电力电子设备调速．随着海上风电的发展、单机容量的增加,存在的问题日渐凸显,包括电能质量低,无功功耗大,动态稳定性差,发电机结构复杂,变频器可靠性低等[1]．上述问题虽已引起高度关注,但因直驱和双馈风电系统的原理性构成所限,尚难以有实质性突破．在此背景下,一些研究者提出采用机械装置(如差动轮系)调速的风电系统,其具有风轮转速时变,传动链末端的同步发电机转子转速恒定的特征．

1992年,MANGIALARDI等[2]针对风电传动系统的无级调速,提出采用差动齿轮箱的方案．1994年,JONES等[3]对该类机组的功率流向进行了研究．1998,FREEMAN等[4]研究了差动调速的自适应控制策略．2000年,IDAN等[5]从运动学的角度分析了风电系统的差动调速原理．2001年,ZHAO等[6]对差动调速系统中的电机控制方法进行了研究．2005年,ZHANG等[7]建立了该类风电系统的混合驱动柔性数值模型．2008年,穆安乐等[8]分析了该风能转换系统各构件转轴的角速度关系．2009年,CLAUDIO等[9]针对小型风电机组,提出调速电机与差动齿轮箱之间可采用带传动．2012年,陈垚等[10]等使用Bladed软件对差动调速风电系统进行了建模仿真．

相关文献多从运动学原理和控制策略的角度对采用差动调速的变速恒频风电机组进行理论研究．缺乏针对该类风电机组的动力……