异步变桨的提出

     统一变桨距风力机设计的假定前提是整个风轮扫掠面内风速分布均匀[15, 16]。在实际中，由于风剪切、塔影效应和湍流等影响，桨叶在风轮旋转平面内的不同位置受到的风速各不相同[17, 18]，导致风轮转矩波动和桨叶不平衡载荷,引起作用在风轮主轴、传动链、轮毂、偏航轴承和塔架上的扭矩负载波动，带来风机机械强度、振动、疲劳寿命和电能质量等方面的问题[19-22]。随着风力发电技术的不断完善和对运营成本的综合考虑，风电机组的容量不断攀升，这意味着风轮直径不断增大（Vestas的V164-7MW机组风轮直径达 164m），风剪切、塔影效应和湍流等引起的风轮旋转力矩波动、桨叶和机舱的不平衡载荷也随之增大，引起的上述问题更加突出。异步变桨提供了一个可以削弱气动不平衡，使得风力机组振动和风轮转矩波动都得到改善的方法。
    风力发电机组的生产和制造水平反映了一个国家的风力发展水平14]。虽然我国风力发电在近几年发展迅速，但是我国起步晚，在风力发电领域的研究与西方发达国家相比存在很大差距。在国内外常规能源和电力紧缺的背景下，本文开展了大型风机异步变桨技术的若干关键问题的研究，主要内容包括统一桨距角的给定、影响异步变桨的气动不平衡因素分析、大型风机的气动建模、风轮载荷的模拟、异步变桨控制策略研究以及异步变桨系统的设计与实现等工程性工作，因此本课题的研究具备理论和实践双重意义。异步变桨技术的研究对风机的大型化发展具有极其重要的研究意义，是个新兴的研究热点，已经吸引不少学者和风力机厂商的研究热情。