水轮发电机组水力不平衡故障的自动化辨识及其应用研究北大核心

在大中型水力发电机组中,水力不平衡故障是较为常见的故障。为了实现对该故障的自动化判定和诊断,分析了水力不平衡故障产生的机理,阐述了水力不平衡对机组稳定运行的影响,提出了用于辨识水力不平衡故障的指标参数和自动化辨识模型。通过多个电站的实际应用表明,该研究方法能够实现由于转轮叶道不一致、叶型不一致、叶端间隙不一致等原因造成的水力不平衡故障的自动化的检测和诊断。该研究方法可用于水电站机组在线状态监测和故障诊断系统的设计和实现。     

水轮发电机组水力不平衡故障的自动化辨识及其应用研究

在大中型水力发电机组中,水力不平衡故障是较为常见的故障。为了实现对该故障的自动化判定和诊断,分析了水力不平衡故障产生的机理,阐述了水力不平衡对机组稳定运行的影响,提出了用于辨识水力不平衡故障的指标参数和自动化辨识模型。通过多个电站的实际应用表明,该研究方法能够实现由于转轮叶道不一致、叶型不一致、叶端间隙不一致等原因造成的水力不平衡故障的自动化的检测和诊断。该研究方法可用于水电站机组在线状态监测和故障诊断系统的设计和实现。     

基于ANSYS的风力机风轮叶片动力学特性研究

针对20 kW风力机的风轮叶片,采用ANSYS软件进行有限元分析,得到了风力机风轮叶片上不同阶次的振动频率,为风力机运行参数提供了安全方面的理论基础.     

基于混沌粒子群算法的水轮机调速系统参数辨识及建模试验

针对粒子群算法存在的后期收敛速度慢和易陷入局部最优等缺点,引入收缩因子和混沌优化思想对其改进,并将其应用于调速系统被控对象有关参数辨识问题上。提出一种水轮机调速系统参数辨识满意度函数设计的新方法,该方法直接计算系统响应的上升时间、调节时间、反调峰值功率、反调峰值时间等品质参数,并以系统总体满意度作为满意度函数。对某混流式水轮机调速器控制参数进行实测并对机组引水道参数进行辨识,试验结果表明仿真数据能够准确模拟机组负荷的频率阶跃扰动响应,可以满足电网稳定性计算要求;在系统受到较大干扰时,该算法仍具有精确的参数辨识能力和很高的收敛效率。     

直驱永磁同步风电机组的建模与仿真分析

根据风力机运行特性及最大风能跟踪原理，基于PSCAD／EMTDC设计了一套由永磁式同步电机与AC—DDAc脉宽调制（PWM）变流器组成的风电机组软件仿真平台。文中建立了机组各部分模型，并介绍了具体功能的实现。整流侧控制定子q轴电流调节电磁转矩，实现最大风能跟踪；逆变侧实现了对有功、无功的独立控制。通过仿真风电机组在电网低压及不平衡故障下的工作特性，给出了电网异常状况下机组持续运行能力对咬流器装置的要求。仿真结果表明，该风电机组不但可以优化风能吸收特性，而且具有良好的低电压穿越特性，在电网不平衡故障下可保持运行，并在故障消除后迅速返回正常工作状态。     

机调参数选择的简便方法

水轮机调速器运行参数选择的好坏,将直接影响机组的安全发电。以水头和机组型式选择调速器最佳运行参数,是简便、可靠又易掌握的一种新方法。     

大型灯泡贯流式机组在薄弱电网环境运行稳定策略

桑河二级水电站大型灯泡贯流式机组在薄弱电网环境下的稳定运行。属于大机小网控制模式,电站全厂投产运行前,通过对机组协联控制策略、调速器优化参数策略、负荷调整策略的分析,将分析成果运用到调试试运行中,可提高机组经济性能指标和安全稳定运行水平。     

浅谈水电厂调速系统建模参数辨识试验

随着近几年国内各大水电厂大型机组的投产,电力系统对水电机组调速系统建模试验越来越重视,尤其是对研究调速系统精准的参数模型对电力系统稳定性有何影响,该试验有着重要的数据支撑和分析意义。为了更规范、正确地运用现代科技手段掌握目前各大水电厂调速系统模型,笔者根据多年的现场实施经验,并结合小湾电厂参数辨识试验数据和自身调速设备的控制和配置特点,提出了一些自己的思考和一些改进性建议。希望能为当前大型水电机组新型水轮机调速器的参数辨识研究和现场实施方法、分析,提供一定参考。     

动态负荷的计算机监控系统

根据实际发生的案例,对动态负荷在水泵机组起动运行过程中产生的影响进行分析,通过采取对水泵机组参数可设定的方式,来解决机组在实际运行中发生的不能起动或起动后立即跳闸的现象,从而确保机组在复杂的运行条件下能安全可靠地运行,以供今后同类型的问题的解决提供参考。     

龙滩水电站PSS试验与应用

通过对龙滩水电站7号机组的PSS现场试验和参数选择,确定了PSS的运行参数,检验了PSS性能,为实际应用提供了理论依据.为了消除安全臆患,根据7号机组运行情况,对7号机组PSS进行技改,提高了机组运行可靠性.     

不同风速谱激励下的风力发电机塔架风致响应及风振系数研究

为研究不同风速谱激励下,风力发电机塔架的风致响应,建立某兆瓦级风力发电机一体化有限元模型,基于经典随机振动理论对其进行风荷载作用下随机振动分析。得到了几种典型风速谱激励下风力发电机塔架位移响应功率谱密度。分析了不同风速谱激励对风力发电机风致脉动响应影响。根据Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ峰因子取值法,讨论了不同保证率下的峰因子对风振系数的影响关系。主要结论有:不同风速谱激励下,风力发电机第１、４、５振型被激发;风机塔架作为典型的高耸结构,其风致响应以一阶振型为主振型;基于Ｓｉｍｉｕ谱激励下,风力发电机塔架ＰＳＤ曲线峰值最大,计算得到的风振系数最大;对于峰因子取值,当风压时距Ｔ＝６００ｓ,我国规范考虑一定跨越概率建议取值为μ＝２．５０;由Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ近似公式计算得到的峰因子为μ＝３．２５,由此计算得到的风振系数相对安全。     

基于桩筒复合基础海上风机振动特性分析

海上风机所处环境复杂,在风、波浪等随机动载作用下易发生共振破坏。为研究采用桩筒复合基础海上风机的振动特性,选择合理的基础设计参数,利用有限元软件ABAQUS进行海上风机整体建模,采用Block Lanczos方法进行模态分析,同时将所得自振频率与外荷载频率进行对比研究,并分析不同基础形式与不同基础约束条件下的风机整体振动特性。研究发现:前2阶水平弯曲频率与第3阶扭转频率为判断风机整体共振的主要频率;与单桩基础相比,桩筒复合基础能够有效增加风机抵抗水平荷载的能力,且在该设计参数条件下风机能够避免共振的发生;在基础设计时,应考虑桩土相互作用(PSI)的影响。     

系泊参数对漂浮式风力机平台的影响研究

海上漂浮式风力机的研究已成为风电领域的重点与热点,而系泊对漂浮式风力机平台的安全有极其重要的影响,因此本文选取基于Barge平台的NREL 5MW漂浮式风力机作为研究对象,研究系泊参数对漂浮式风力机动态响应及系泊缆张力的影响。结果表明:系泊直径和系泊长度的变化对漂浮式风力机纵摇及系泊缆顶端张力影响较大,对垂荡和纵摇影响较小;当系泊直径为0.3m时,纵荡位移偏移量达到最大,系泊缆顶端张力达到最小;随着系泊长度的增长,纵荡位移不断增大,系泊缆顶端张力不断减小。     

风电机组风轮表面气流摩擦阻力特性研究

风轮在旋转的过程中,风轮获取的风能中需要消耗一部分来克服空气阻力,因此,叶片的设计中应充分考虑空气摩擦对设计的影响。结合1.2 MW风电机组叶片设计参数,应用黏性流体边界层理论,分析空气与风电叶片之间的相互作用及叶片受到的摩擦阻力,建立了叶片表面摩擦阻力计算模型,得到在摩擦力作用下,输出同样功率需要用弦长来补偿的结论,进一步修正了叶片弦长设计理论~([1])。最后通过Fluent仿真,分析气流摩擦阻力对叶片出力的影响,并与Glauert设计方法和Wilson设计方法进行对比,结果表明:在考虑摩擦力后弦长增加,且在不高于9 m/s的风速下原弦长和桨距角设计理论比Glauert理论和Wilson理论具有更高的功率和风能利用率。     

风力发电技术发展动态

本文介绍了近几年风电机组研制、风资源评估及风电场发电量预报等风电技术发展动态,简要分析了其发展方向,并对我国的风电开发及技术研发工作提出了建议。总的来说,陆上风电技术已经成熟,今后研究的重点将集中在进一步减小对电网冲击和环境影响以及降低风力发电成本上。海上风电技术处于快速发展阶段,海上专有机组设计、风资源评估、海上施工技术和维护策略将是未来研究的重点。我国应该在大力进行风电工程建设的同时重视风电的基础理论和技术研究。     

基于AR模型的海上风机脉动风速时程模拟

为分析海上风机支撑结构及叶片的风振动力响应特性,基于线性滤波法中自回归AR模型,采用Kaimal脉动风速功率谱编制了具备时空相关特性的MATLAB脉动风速时程模拟程序;针对江苏如东黄海海域某4 MW级风机塔筒、叶片等结构进行了实例分析,得到结构表面各控制点模拟脉动风速时程曲线,并结合计算功率谱与目标谱进行对比验证;利用TurbSim软件对自编程序计算精度和效率进行比较。相关计算结果表明该程序简单易操作,所需参数较少;虽无法考虑湍流强度,但具有适用多种风机结构的优点;同时整体模拟效果良好,可有效解决风荷载输入问题。     

风载荷对单柱式海上风力机船舶碰撞影响研究

随着海上风能的开发与利用,船舶与海上风力机的碰撞风险正逐渐上升。为此采用非线性有限元软件LS-DYNA模拟速度为2m/s质量为5000 t的船舶与3 MN单柱式海上风力机碰撞过程,研究有、无风载荷及风载荷作用方向对风力机结构动力响应影响,对比分析了碰撞力、塔顶位移、塔顶加速度以及撞击处塔架等效塑性应变。其结果表明:风载荷对风力机船舶碰撞动力响应影响很大,碰撞力相对差异约为1%,塔顶位移相对差异约为10.9%,塔顶加速度相对差异约为17.5%,撞击处等效塑性应变相对差异约为3.05%;海上风力机船舶碰撞动力响应在不同风载荷作用方向上有着很大的差异,不同风载荷作用方向上最大与最小的碰撞力、塔顶位移、塔顶加速度以及撞击处等效塑性应变相对差异分别为28.5%、57%、62.5%以及9.5%;塔架纵向摆动随着风载荷的作用方向产生很大变化,最大值为0.505 m,最小值为0.0393 m。研究结果可为海上风力机抗碰撞防护性能研究及设计提供理论参考。     

大型海上风机施工短暂工况下的模态分析

海上风电建设中常因异常气象干扰发生施工中断,出现叶片延期安装等施工短暂工况,需重视此类工况下机组的结构安全。依托某海上风电工程,提出了一种机组整体建模方法,采用Block Lanczos法对机组展开模态分析,研究了各施工短暂工况下机组自振特性,并分析了机舱对机组自振频率的影响。数值分析结果表明,在风轮延迟安装工况下,机舱转动惯量及偏心对结构高阶模态影响较为明显;相比于整机工况,各施工短暂工况下,结构模态自振频率均出现较明显提高,不存在波浪荷载激励下的共振风险。     

偏航对串列双风机发电功率影响研究

尾流效应是造成风场发电损失的主要原因之一,通过对上风向风机进行偏航调控和优化风场机位布局可以降低串列风机的尾流.为了探究各主要因素对降低尾流的效果,针对两台串列布置的NREL-5MW风电机组,采用Bastankhah尾流模型进行尾流区风速模拟,计算分析了不同机位距离、入流风速和湍流强度情况下,调控上风向风机偏航角度对串...     

山区风电工程特点与风机吊装技术

近年来国内山区风电工程中山越来越高,风机安装难度越来越大,如何在紧张的工期下安全高效的完成风机安装,是每个风电施工企业面临的主要课题。以河北坝上骆驼沟二期风电场为例,对山区风电工程特点和风机吊装技术进行总结分析,以期对更多山区风机安装提供借鉴。