李颖峰，童 博，韩 斌，赵 勇

风电机组刚性塔架共振分析及其控制策略

李颖峰，童 博，韩 斌，赵 勇

（西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710054）

本文对风电机组刚性塔架振动故障进行诊断和治理，基于刚性塔架风电机组的塔架动力学模型，确定了刚性塔架共振判定条件，分析了机组刚性塔架因阵风引起转速超调导致塔架共振的原因，提出在叶轮转速反馈控制基础上，建立以功率输出平稳为准则、以叶轮为风速计的预估风速控制优化方法。将该方法用于某2 000 kW风电机组刚性塔架振动故障，实际结果表明，叶轮转速反馈与预估风速联合控制可有效降低阵风引起的叶轮转速超调，避免机组刚性塔架共振，效果显著。

风电机组；刚性塔架；塔架共振；阵风；转速超调；预估风速；叶轮转速反馈

现代风电机组为了更好地捕获风能、降低运行载荷，普遍采用变速变桨运行方式。而叶轮转速范围大可能导致叶轮旋转频率与其他部件如叶片、塔架、传动链的固有频率在某转速点重合，从而产生共振。为避免机组共振，设计阶段通常进行机组固有特性计算和引起共振及共振区域分析[1]。

风电机组总体设计中，除考虑叶片、塔架、传动链固有频率保持一定间隔外，应尽可能避免与外界谐振频率重合[2]。文献[3-4]建议叶片固有频率与叶轮旋转频率、叶片穿越频率保持距离，塔架固有频率、叶轮旋转频率保持距离。工程实践中因塔架一阶弯曲频率较低，与叶轮旋转频率和叶片穿越频率更接近，因此塔架共振问题尤为突出[5]，这会导致整个机组振动，直接影响机组安全性。……