风力发电机组液压变桨距控制系统建模及研究

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1、2011年1月机床与液压Jan．2011第39卷第2期MACHINET00L&HYDRAULICSVol_39No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．02．026风力发电机组液压变桨距控制系统建模及研究贾瀚方，胡建军，高伟政。(1．新乡新航集团116厂，河南新乡453000；2．徐工集团徐州I液压件厂，江苏徐州221004；3．太原科技大学，山西太原030024)摘要：选用电液比例阀作为变桨距控制系统的主阀，对比例阀的流量方程、液压缸的流量连续方程以及系统的动力平衡方程等按实际情况进行适当的简化，

2、摒弃以往建模时引入的负载压力和负载流量，建立变桨距系统在开、关桨时的相对精确的数学模型。关键词：变桨距控制；比例阀；数学建模中图分类号：TH137．1文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)2—085—2ModelingandResearchonHydraulicVariablePitchControlSystemofWindPowerGeneratorJIAHanfang．HUJianjun。GAOWeizheng。(1．116FactoryofXinxiangSIAGroup，XinxiangHenan453000

3、，China；2．XuzhouHydraulicComponentFactory，XuzhouConstructionMachineryCo．，Ltd．，XuzhouJiangsu221004，China；3．TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，TaiyuanShanxi030024，China)Abstract：Aeleetro—hydraulicproportionalvalvewasselectedasmainvalveforvariablepitchcontrolsystem．Ac

4、cordingtotheactualsituation，anappropriatesimplificationswereconductedfortheflowequationofproportionalvalve，hydrauliccylinderflowconti—nuityequationandthesystemdynamicequilibriumequation．Loadpressureandloadflowthosewereintroducedtothemathematicalmodelinthepastwerereject

5、ed．Therelativelyprecisemathematicalmodelswereestablishedduringon／oftimeofoarinthevariablepitchcontrolsystem．Keywords：Variablepitchcontrol；Proportionalvalve；Mathematicalmodeling随着世界各国对环境保护、能源短缺及节能等问统的性能要求，且抗污染能力强。因此作者选用电液题的日益关注，新能源发电尤其是风力发电技术越来比例阀作为变桨距控制系统的主阀。越受到世界各国的普遍

6、重视，而变速恒频变桨距型风2变桨距系统建模力发电机占据了风力发电的主导地位。变速恒频变桨在大型风力机中，曲柄滑块机构的应用最为广距型风力发电机在世界范围内得到了广泛的使用和迅泛，将调距机构的往复运动变为风轮叶片的旋转运速发展，发展潜力巨大。其中液压变桨距控制系统是动。液压驱动系统采用的是电液比例阀控制非对称缸核心技术，主要利用液压变桨距动力大、工作平稳、系统。由于液压缸的非对称性，导致变桨距系统在易于控制等特点，建立精确的数学模型是对液压控制开、关桨时的动、静态特性有很大差异，因此需要对系统进行动态特性分析的基础。开、关桨过程分别建

7、模。1阀的选择2．1关桨数学模型风力发电机组必须设在风况良好、风力较强的地关桨时非对称液压缸方，且年平均风速必须达到6m／s，因此风力发电机的活塞杆伸出，桨距角变组一般都设在海洋、高山山口、海岛风口以及草原等大(如图1所示)。人烟稀少的地区。这就要求元部件必须适应恶劣的工无论是采用对心曲柄作环境。目前，变桨距液压控制系统主机上的主阀主滑块结构还是采用非对心要有伺服阀和电液比例阀两种类型。考虑到风力发电曲柄滑块结构，由文献图1关桨过程变桨距所处环境恶劣，液压系统很容易受到外界环境的影[1]可知，液压缸活塞系统机构示意图响，伺服阀抗污染

8、能力相对较差，而电液比例阀的频杆位移与桨距角之间都是非线性关系。线性化处理后响虽然偏低，但其各方面性能完全满足变桨距液压系收稿日期：2009—12—21作者简介：贾瀚方，女，工程师，从事机械加工、设计和流体设计等。电话：1506210