机械工程学报

作者：艾超, 高伟, 陈立娟, 张亚滨, 郭佳伟

单位：1. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004;2. 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛 066004;3. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室 秦皇岛 066004;4. 南京工程学院机械工程学院 南京 211167

关键词：风力发电,垂直轴风力机,液压传动,风速预测,转速控制；

基金：国家自然科学基金（51775476）、河北省自然科学基金优秀青年基金（E2018203388）和河北省高等学校科学技术研究重点（ZD2016114）资助项目。

以垂直轴液压型风力发电机组为研究对象，主要针对机组的垂直轴风力机特性和高精度并网转速控制展开研究。首先建立风速、垂直轴风力机和液压主传动系统的数学模型，分析垂直轴风力机的空气动力学特性，得到垂直轴风力机输出转速周期性波动规律。根据风速预测曲线，结合垂直轴风力机空气动力学模型，得到风力机转速特性曲线。然后根据机组的实际并网需求，提出基于短期风速预测的变量马达排量和比例节流阀协调控制的高精度并网控制策略，使变量马达转速稳定在1 500 r/min±6 r/min满足并网需求。最终利用Matlab/Simulink软件对所提出的转速控制策略进行仿真验证，并考虑真实风速波动情况，在30 kVA液压型风力发电机组半物理模拟试验台上对转速控制策略进行试验验证。所得到的研究成果为垂直轴液压型风力发电机组的广泛应用提供理论指导。

来源：2020年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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