风力发电系统机械传动机构动态模型研究
风力发电系统机械传动机构动态模型研究
摘要：机械传动机构是风力发电机组研究的重点，机械传动机构动态模型的构建是对风力发电系统进行分析的重要前提，同时也是实现对风力发电系统有效控制的重要手段。随着我国风力发电技术的不断成熟进步，加强对机械传统机构动态模型的研究也变得越来越重要。本文将结合当前风力发电系统自身特点来重点分析动态模型的构建以及仿真分析。
关键词：风力发电；动态模型；机械传动
随着我国能源形势的日益紧张，风能被人们充分利用。近些年来我国的风力发电技术，尤其是变速恒频双馈风力发电系统取得了明显进步。随着这一技术的不断扩展和应用，风力发电系统的机械传统机构的动态模型构建变得越来越重要。
在风力发电系统中机械传动机构动态模型的构建历来是一个重点，同时也是一个难点。当前国内对于动态模型的研究还很少，人们还没有意识到这个问题的重要性。本文将结合多年的的实际经验来对此进行专业性的探讨。
1.建模
风力发电系统本身是一个复杂的机械系统，对于双馈风力发电系统而言尤其是如此。双馈风力发电系统的机械传动部分是由发电机、风机、高速轴、齿轮箱、低速轴等设备构成。
针对该风力发电系统机械传动机构动态模型的构建，首先是要分析其中各个设备之间的相关转动惯量。针对风力发电系统本身的机械传动机构各个设备之间的惯量，可以按照以下方法来做：针对高速轴的转动惯量可以折算到发电机侧，等效转到惯量我们可以设为JG、而低速轴的转动惯量可以等效为JWT。之后把低速轴与高速轴的的阻尼系数和刚度系数设出来（BWT、BG、KWT、KG），通过这一系列的设置之后就可以得到以下关系式：
之后通过一系列推算求得系统的状态方程与特征方程：
自然振荡频率和阻尼系数也可近似表示为以下式子：
通过观察以上模型，我们就可以发现在风力发电系统中自然振荡频率和刚度系数是成正相关的，而自然振荡频率与发电机惯量是呈负相关的。各种设备之间的阻尼系数也呈现出不同的关系，风机轴本身的阻尼系数与高低速轴的阻尼系数呈正相关关系。风机轴阻尼系数越高，高低速轴的阻尼系数也将随之上升。构建动态模型的一个重要目的就是要分析各种设备之间的关系，从而提升系统的稳定性以及各项性能。构建风力发电系统的机械传动机构动态模型是加强对风力发电系统进行研究的重要手段。构建动态模型的关键是要能够把握住系统的输入输出