海上風(fēng)能具有資源豐富、發(fā)電利用小時(shí)高、適宜大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為歐美各發(fā)達(dá)國(guó)家風(fēng)電發(fā)展的重點(diǎn)。由于我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)更加靠近用電負(fù)荷區(qū)，因此大力發(fā)展海上風(fēng)電是必然的趨勢(shì)。海上風(fēng)電項(xiàng)目除了高昂的初期投資成本外，后期的運(yùn)維成本也由于其特殊的地理環(huán)境而變得更加關(guān)鍵。因此，對(duì)于海上風(fēng)電項(xiàng)目，我們最好做到全壽命周期內(nèi)“零維護(hù)”。為達(dá)到這一目標(biāo)，載荷控制是其中的關(guān)鍵。目前，風(fēng)力機(jī)載荷控制主要由傳統(tǒng)變槳裝置來實(shí)現(xiàn)，但是隨著風(fēng)力機(jī)尺寸逐漸變大，變槳裝置由于慣性大，反應(yīng)滯后等缺點(diǎn)從而無法應(yīng)對(duì)大氣中湍流所引起的高頻載荷。而最近誕生的“智能葉片控制”采用局部表面氣動(dòng)控制技術(shù)（見圖1）能很好地滿足這種隨機(jī)性，快速性的降載需求，已成為業(yè)界研究熱點(diǎn)。

　　日前，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所科研人員率先以Upwind/NREL5MW為參考風(fēng)力機(jī)，通過集成和修改FAST/Aerodyn氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)模塊，在Matlab/Simulink環(huán)境中搭建PID控制器，自主開發(fā)了基于柔性尾緣襟翼的“智能葉片”整機(jī)氣動(dòng)伺服彈性仿真平臺(tái)（見圖2），并在其基礎(chǔ)上討論了基于該平臺(tái)下IEC多種湍流風(fēng)況下的降載效果。結(jié)果表明，該智能葉片控制系統(tǒng)能夠有效地降低疲勞載荷。

　　上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀科學(xué)基金項(xiàng)目（51222606）的支持，研究成果已發(fā)表在Journal of energy期刊上。

圖1 智能葉片控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 仿真平臺(tái)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖