1.5MW直驱式风力发电机绝缘系统的研究

分析了风力发电机的运行环境对绝缘系统及其材料的特殊要求,开展了1.5 Mw直驱式风力发电机绝缘系统及其材料的研究,研制了适合1.5 Mw直驱式风力发电机定子绝缘系统要求的聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂.对不同浸渍树脂和电磁线组成的风力发电机绝缘系统进行了模拟线棒性能试验,探讨了绝缘系统的耐盐雾性、耐高低温湿热交替性能、介质损耗因数及击穿电压等性能.试验结果表明,由聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂、聚酯薄膜粉云母带与聚酰亚胺薄膜熔融绕包电磁线组成的风力发电机绝缘系统具有较低的介质损耗因数、良好的耐盐雾性和高低温绝缘性能,是目前风力发电机绝缘系统性能最优异的绝缘系统之一.     

氟碳型绝缘漆在风力发电机上耐候性应用研究

针对现有风力发电机的恶劣环境对绝缘系统的腐蚀,造成风力发电机的使用寿命降低的情况,开展对风力发电机耐候性的相关研究工作,以实现提升风力发电机绝缘系统的耐候性,提高风力发电机的使用寿命。按照现有工艺要求,制造了相应模拟线圈,在表面喷涂氟碳型绝缘漆并进行各项性能检测,包括电性试验、浸水试验、湿热试验、盐雾试验。通过对试验数据及结果综合分析,试样的绝缘系统具有优良的耐环境性。     

基于防水性能的永磁直驱风力发电机绝缘结构

风力发电机长期在恶劣的环境下运行,由于防护等级的原因,电机运行过程中容易出现绝缘受潮或受雨水浸泡的情况,对绝缘结构的耐潮性能提出了更高要求。介绍了风力发电机绝缘结构基于防水性能研究的意义,分析了绝缘结构的特点及可能导致防水性能差的原因,结合浸水、淋水试验的标准介绍及试验的实施,对电机结缘结构的防水性能进行了验证。     

电励磁风电转子绝缘结构设计、制造工艺和绝缘性能研究

为降低风力发电机的生产成本,采用电磁励转子代替永磁体转子进行电励磁风力发电机转子的开发、设计和制造,避免使用磁钢。开展了电励磁风力发电机转子绝缘结构设计、制造工艺和性能试验研究。结果表明:开发的电励磁风力发电机转子绝缘结构、制造工艺和绝缘性能均满足发电机设计要求,通过了真机型式试验和用户验收,填补了国内空白,可投入批量化生产。     

风力发电机线圈绝缘冷热循环试验

风力发电机的运行条件恶劣,在实际运行中常常会经受极低和极高的温度。本文介绍了为开发并验证风力发电机线圈绝缘结构而进行的冷热循环试验,其中包含了冷热循环试验的试验大纲、测试设备和测试环境、试验数据及分析等。该冷热循环试验能有效确保风力发电机绝缘结构在冷热环境中良好、稳定的运行。     

环氧改性不饱和聚酯亚胺浸渍树脂在直驱风力发电机定子上的应用研究

为了提高直驱风力发电机绝缘系统的力学性能和特殊环境下的耐候性,采用环氧改性不饱和聚酯亚胺浸渍树脂浸渍直驱风力发电机定子局部模型,首先测试环氧改性不饱和聚酯亚胺树脂材料的性能和局部模型的初始性能,然后对局部模型进行12个周期的浸水冷热冲击试验,分析试验前后的性能变化。结果表明:该树脂具有气味小、固化挥发分低,力学性能、绝缘性能和贮存稳定性优良等特点;局部模型的初始性能优异;模型线圈的150℃绝缘电阻和浸水绝缘电阻在试验过程中先增大后减小,而150℃介质损耗因数在试验过程中逐渐增大;试验后模型线圈的绝缘性能能够满足直驱风力发电机的产品要求。     

双馈风力发电机线圈绝缘冷热循环试验研究

双馈风力发电机的运行条件恶劣,在实际运行中常常会经受极低和极高的温度。本文介绍了为开发并验证双馈风力发电机线圈绝缘结构而进行的冷热循环试验,其中包含了冷热循环试验的试验大纲、测试设备和测试环境、试验数据及分析等。该冷热循环试验能有效确保双馈风力发电机绝缘结构在冷热环境中良好、稳定的运行。     

风力发电机绝缘系统可靠性评定方法探讨

风力发电正在快速发展。风力发电机作为发电机组的重要组成部分,其绝缘系统的可靠性对于整个风电机组的可靠性具有重要意义。与普通发电机相比,风力发电机引入变流器,绝缘系统所承受的应力不同,如高频脉冲电压、局部放电等。同时,风力发电机的运行环境较复杂,绝缘系统受高湿度、高温差、重盐雾等因素的影响。针对实际运行需求,介绍了风力发电机绝缘系统从不同维度出发的可靠性评定方法,主要包括长期耐热性评定、电应力耐久性评定以及环境可靠性评定。对各种方法进行分析,便于整机生产商根据实际需求选择合适的评定方法,提高风力发电机产品的可靠性。     

5MW海上风力发电机绝缘系统的海洋环境模拟试验研究

笔者为了研究在海洋环境下风力发电机绝缘系统的状况,调查了海上风力发电机运行的环境气候条件,制作了模拟5 MW/3 kV级定子绕组绝缘系统的试样,在实验室进行了温度变化、恒定湿热和持续盐雾的加速海洋环境模拟试验,并测量了包括介质损耗因数和绝缘电阻等非破坏性特征参量以及击穿电压,评估了该绝缘系统对海洋环境的耐受性。试验表明,尽管在环境试验过程中线圈绝缘与铁心之间产生了微裂缝,盐水或湿气已渗入到铁心内表面,但由于半导电材料的屏蔽作用,试样的绝缘系统具有优良的耐海洋环境性。     

绝缘系统热导率对MW级直驱空冷风力发电机温升影响的仿真研究

为研究绝缘系统热导率对MW级空冷风力发电机温升及绕组温度分布的影响规律,基于金风某MW级风力发电机,利用有限元仿真方法对同一绝缘系统赋予不同热导率的模型进行仿真研究。结果表明:虽然提高绝缘系统的热导率可以达到降低发电机温升的效果,但随着绝缘系统热导率的继续提升,发电机温升下降趋势趋于平缓;同时,随着绝缘系统热导率的提高,发电机槽内绕组温度分布的离散程度发生变化,这需要在大型发电机设计过程中综合考虑。     

风力发电机主绝缘老化的诊断和寿命评估

电机在高温运行过程中,必然会引起绝缘材料的老化和结构的受损。本文通过热老化试验,比较了五种风力发电机绝缘材料及其结构的耐老化性能。并利用最小二乘法结合阿伦尼斯加速模型,完成了对试验数据的统计和分析。试验和分析结果表明,该方法能够极大缩短寿命检测时间,实现了在短时间内对工作温度下风力发电机绝缘系统寿命的科学估计。     

2.5 MW 直驱风力发电机定子线圈绝缘性能研究

通过对2.5 MW直驱风力发电机定子线圈全套绝缘性能研究分析的介绍,系统评估了该机型定子线圈绝缘材料及绝缘结构。结果表明,定子线圈常规绝缘性能及在高频和工频电源下的耐电老化寿命均能满足行业标准及机组长期安全运行的需要。     

双馈风力发电机转子绝缘结构优化研究

双馈风力发电机（DFIG）的转子绝缘结构在变频电压冲击下,会承受恶劣的电应力。虽然耐电晕聚酰亚胺薄膜及其复合材料可以提高转子绝缘结构寿命,但是在成本控制的压力下,需要探索普通绝缘材料应用于转子绝缘结构的可行性。通过电场有限元仿真和试样绕组试验,证实单面玻璃丝布补强少胶云母带可以单独使用或配合聚酯薄膜补强少胶云母带使用种绝缘结构电气性能均良好,完全能够满足风力发电机转子绝缘结构设计要求。     

Transient EMF induced in LV cables due to wind turbine direct lightning strike

This paper presents a novel, easy to use, engineering method for determining the transient electromotive force (EMF) induced in low-voltage (LV) cables, connecting the wind turbine with a near-by transformer, in the event of direct lightning strike into the top of the wind turbine tower. Proposed method is based on the application of the travelling wave analysis onto the system consisted of wind turbine tower, earthing system of wind turbine, earthing system of near-by transformer station and LV cables connecting the wind turbine with associated transformer. Hence, this design gives rise to a complex, mutually connected, earthing system. Direct lightning strike to the wind turbine initiates a travelling wave process in the system consisted of lightning channel, wind turbine tower and earthing system of the wind turbine. Due to the transient nature of the observed phenomenon, current and voltage states at the earthing system as well as in the associated low-voltage cables are formed through the propagation and reflection of the accompanying travelling waves. Transient EMF induced in LV cables could endanger cable main insulation and insulation of the associated transformer LV winding. Developed theory is subsequently applied on the concrete wind turbine example.     

大功率双馈异步风力发电机技术创新的发展方向

大功率双馈异步发电机是一种绕线式感应发电机,是变速恒频风力发电机组的核心部件。为了提高产品的可靠性及适用性,在分析评价目前双馈异步发电机电磁系统、机械系统、绝缘系统、冷却系统,试验系统和可靠性的基础上,提出了今后在风力发电机上述各系统方面技术创新的发展方向,并提出了风电技术在今后的发展中值得关注的几个动向。     

5 MW双馈风电机组低电压穿越的仿真分析

针对海上风力发电机组安全可靠运行要求的发展趋势,本文在阐述双馈风电机组控制原理的基础上,建立了双馈发电机及其变流器的控制模型。其次,在分析电力系统对并网风电机组低电压穿越原理基础上,比较分析了双馈风电机组低电压穿越的各种控制技术方案。最后,结合海上用5.0 MW双馈风力发电机组电气参数,对2种典型低电压穿越的转子电路保护措施进行了仿真比较。分析结果表明,采用二极管整流桥加IGBT和保护电阻构成斩波器的措施具有较好的暂态控制效果。     

基于PLC的风电机组仿真系统

提出一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的风电机组仿真系统方案.软件方面,对所仿真风电机组的全部设备做建模分析,并利用IEC 61131-3标准的PLC编程语言实现仿真模型;硬件方面,利用基于PLC的可自由配置的IO(输入输出)模件和通信模件,将仿真模型的输入输出与风电主控系统的输入输出连接起来.该方案包括整个风电机组的全部测点,能够仿真所有设备的工作状态,测试风电主控系统中控制逻辑、控制器软硬件及柜体电气等多个方面.该方案可以在风电主控系统研发设计中用于测试验证,也可在生产过程中用于出厂检测,具有占地面积小、成本低廉的优点.     

风电系统故障特征分析

故障特征分析是继电保护研究的基础,文中旨在通过风电机组的受控特性并结合电力电子器件的特点,揭示风电电源对电网故障响应的电气量特征,为现阶段研究含风电系统的继电保护奠定基础。文中首先从风电机组的结构出发,分析了影响风电电源故障特征的因素;然后通过对风电机组受控特性分析,并结合单台风电机组低电压穿越测试数据,给出风电电源受控下的故障特征;最后通过风电场电磁暂态仿真模型下的故障数据和现场故障录波数据,验证了所给出的一般故障特征。研究结果表明,风电电源在控制作用下和在电力电子自身特点限制下,具有弱馈、谐波、频率偏移和电源阻抗不稳定等特征。     

风电场等值建模研究

基于风电场内部构成,研究了风电机组单机聚合和多机聚合等值建模方法,对多机聚合等值模型条件下风电机组的分群判据指标以及聚合等值建模存在的问题进行分析和总结。然后,考虑到传统等值模型参数计算方法的不足,阐述了系统参数辨识技术在风电机组和风电场内部静态模型参数优化中的应用,进一步提出聚合等值与参数辨识相结合的风电场建模思想。为了检验风电场等值模型的有效性,给出了基于数字仿真和试验录波数据的模型验证方式。最后,对风电场等值建模的下一步研究方向进行了展望。