摘要：风电机组偏航系统是风机特有的机电系统结构，其稳定性是风机可靠运行的重要保障。现提出并实现了对偏航仿真系统软硬件的设计，对系统的控制策略和稳定性进行了分析研究，通过动态调试，搭建了一个符合工业现场的风电机组偏航仿真系统。

关键词：偏航系统;仿真实现;控制策略;设计分析

0 引言

偏航机构作为风电机组特有且十分关键的随动机械装置，当机舱跟踪风向变化而发生电缆缠绕时，视风机实际运行情况适时进行解缆，并及时润滑偏航机械机构。使用ADAMS、BLADED等软件对偏航系统进行建模仿真已比较成熟，但进行实物模拟仿真的还不多，本文设计的模拟仿真系统对教育培训和科研具有现实意义。

1 偏航系统模拟仿真设计要求

1.1    偏航对风

偏航系统与风机控制系统配合，通过风传感器跟踪风速、风向的变化，计算单位时间内平均风向，当风速大于某设定值时，如风向与机舱方向的夹角超过设定角度，偏航系统将执行偏航对风。为防止机组在风扰动情况下频繁动作，偏航控制系统以10 min的平均风向作为偏航条件，当满足偏航条件时执行偏航动作，让风机保持迎风状态。

1.2    风轮保护

正常发电时，制动器将偏航轴承锁定，保证风机在迎风位置工作。在出现破坏性风速时，叶片顺桨并以最快速度停机，进而让机舱偏航90°背风，以免风机受损。当机组出现紧急停机故障时，风机将切除补偿电容，风轮气动刹车，延时0.3 s后偏航制动器动作，检测到瞬时功率为负时退出，若停机时长大于20 s仍未顺桨，则机舱偏航90°背风。……