基于风力发电机组分类的风电场内优化调度

以风力发电机组发电功率、风速平均值和均方根差值作为特征值,采用基于模拟退火遗传算法的模糊C-均值聚类算法建立机组优先级分类模型。将发电性能较好的一类作为优先执行发电计划的机组,考虑线路损耗后,对风电场内其余机组的发电计划进行两层优化,得到既满足电网调度需求,又降低风电场运行损耗的功率分配结果。结果表明,基于遗传模拟退火算法的模糊C-均值聚类算法分类运行的疲劳损伤量较小,停机数量较多。因此风力发电机组分类后优化调度,能使风电场机组运行优化,提高风电场输出电能质量。     

大型风力发电机组变桨距系统结构可靠性设计研究

随着风力发电技术的不断发展,大功率、长叶片已逐渐成为大型风力发电机组的主要特征和发展方向,以持续提升风能利用的经济性。风力发电机组大型化带来叶片长度和重量的显著增加,风轮每旋转一周,在低速轴上的受力和作用在叶片上的重力均会出现周期性变化,同时,在风轮旋转平面上,因风切变、塔影效应和湍流的作用而产生循环变化的载荷。风力发电机组大型化必然带来机组疲劳载荷的增加,疲劳载荷是风力发电机组在全风速范围内运行所产生的典型载荷循环,循环的数量正比于各种风速下机组发电运行的时间,决定着部件的设计使用寿命。为进一步研究风切变、塔影效应、叶片重力、叶片推力载荷对大风轮直径机组叶根疲劳载荷所产生的影响,文章通过对风轮运行载荷分析和系统仿真,对变桨传动系统结构有限元计算和分析,研讨影响变桨传动系统可靠运行的主要因素,为大型风力发电机组变桨传动系统可靠性设计提供参考。     

基于虚拟仪器的风电机组疲劳载荷测试系统

介了大型水平轴风力发电机组机械部件的疲劳载荷测试和寿命预测.设计、识别、计算、评估了疲劳载荷测试系统的载荷发生过程和数据处理过程.阐述了基于虚拟仪器技术的载荷数据采集和处理过程的工作状况.根据线性疲劳损伤相关理论和材料的疲劳载荷谱以及应力.寿命曲线得到了风力发电机组叶片和塔架的实测数据的寿命估计值.     

MW级风力发电机组载荷测试方法研究

风力发电机组塔筒屈曲、叶片折断的主要原因是风力发电机组的实际载荷过大、疲劳强度不够等。为了避免此类情况发生,需要对风力发电机组的载荷情况进行测试。风力发电机组载荷测试是风力发电机组型式试验之一。风力发电机组各个部件的载荷直接影响到风电机组的寿命与安全。载荷测试可以让风电机组制造商与风电场运营商了解风力发电机组在不同的载荷工况下各个部件的结构响应情况。基于IEC 61400-13标准,介绍了一种风力发电机组载荷测试方法,并给出了部分测试结果。测试结果表明,该测试方法的精度可以满足相关标准的要求。     

基于尾水补气对改善毛家河水电站水轮发电机组振动区的探讨

水轮发电机组振动区过大,影响电站安全运行,轻则造成机组运行不稳定,同时引起机组零部件、过水部件焊缝疲劳、紧固部件松动或断裂等,从而加剧机组振动,同时增加尾水管压力脉动和过水部件气蚀等,加速对机组的破坏,更有甚者如发电机组和水工建筑物产生共振,则可能对设备和厂房产生更大的破坏,因此如何解决水轮发电机组振动区过宽,成为各生产运行单位的当务之急。提出通过加装尾水补气装置的方法以改善尾水流态,大幅缩减了水轮发电机组振动区的宽度。     

风电机组低电压穿越过程机械载荷特性研究

分析电网电压跌落引起风电机组各主要结构部件机械载荷变化的应力传递过程,通过建立风电机组电气-机械联合仿真模型,仿真研究低电压穿越过程对机械载荷特性的影响。基于低电压穿越期间载荷测试数据,分析低电压穿越期间塔筒机械载荷及其疲劳损伤情况。研究结果表明,低电压穿越过程对风电机组机械载荷特性具有重要影响,尤其是当风力发电机组不具备低电压穿越能力而导致风电机组脱网时。     

有功调整提升模式下风电场优化控制策略研究

针对风电场有功功率调整升功率模式下,考虑故障停机机组、降功率运行机组及低风速区机组对升功率贡献有限等情况,给出一种基于各机组出力能力差异分组的风电场有功调整提升控制策略和算法。同时,该算法将风电场运行环境温度过低、过高情况下期望运行机组的数量,以及避免机组频繁启停等因素作为风电场优化运行的约束条件。算法根据当前风力发电机组的运行状态、预测功率、故障代码等条件建立分组模型,结合风电场有功调整量及约束条件得出风电场机组最优运行的功率控制算法。仿真结果表明,算法能够保证风电场功率调整误差小,输出功率平稳,同时又避免机组的频繁启停对电网产生的冲击。     

风力发电机组状态监测系统设计与应用

风力发电机组状态监测系统的设计可以有效降低机组的检修维护费用,保障机组的安全稳定运行。对风力发电机组状态监测和故障诊断技术进行了深入的研究,设计了风力发电机组状态监测系统,并详细介绍了系统的结构与功能。通过系统在大型风力发电场的成功应用,验证了其对风力发电机组状态监测与诊断的有效性。     

双馈发电机定子引出线故障处理

双馈风力发电机组是国内使用最为广泛的机组。为了提高机组运行的可靠性,作为重要部件之一的发电机,其可靠性尤为关键。通过分析了一起双馈发电机定子引出线故障处理过程,明确了兆瓦级风力发电机引出线的固定须采用焊接的方式,提高其可靠性。     

基于运行曲线的机械式风力提水机组匹配性设计方法研究

为改善风力提水机组设计中的部件匹配性问题,提高提水机组运行效率,提出一种机泵分离式风力提水机组匹配性设计方法。通过各部件运行曲线之间的工作点追踪与交叉确定风轮、空气压缩机以及隔膜泵之间相匹配的最佳设计点。并依照该方法设计试验样机,通过对样机的监测,各个运行参数之间的相关性与理论一致,样机运行稳定。该匹配性设计方法可普遍适用于机泵分离式风力提水机组,提高机组的寿命和运行效率。     

风力发电机组的健康评估

为了保证风力发电机组的正常运行,降低运行维护成本,建立了风力发电机组的健康评估系统。机组健康评估要素包括机组监测、数据预处理、特征提取和专家库。机组健康评估是利用机组监测采集信息,经数据预处理后,进行特征提取;将提取的特征与专家库分析、比较,进而对风力发电机组的健康进行评估。通过对机组的健康评估,预先了解机组的健康状况,针对不同的故障提早预防或给出相应的处理措施,尽量排除故障或者防止故障再扩大。对风力发电机组的健康评估为风电场的状态检修提供了依据。     

混流式水轮发电机组上机架疲劳寿命分析

上机架是承受水轮发电机组轴向负荷的重要部件,在运行过程中还需承受交变应力作用,由此产生的疲劳破坏问题将造成安全隐患。为保证电站安全稳定运行,以某电站混流式水轮发电机组为例,采用ANSYS Workbench对上机架进行静力学分析,并利用实测数据验证了数值模拟的可靠性。在此基础上,利用Workbench中的疲劳分析模块对上机架进行了疲劳寿命分析。结果表明,上机架疲劳安全系数大于许用安全系数,疲劳寿命为无限寿命,可满足机组安全运行要求。该疲劳分析方法对深入开展水力机械的疲劳破坏研究具有一定的参考价值。     

大型风力发电机组地震载荷计算方法研究

随着国家大规模开发风力发电,风力发电机组安全性逐渐受到重视.近年来全国地震时有发生,由于地震很难预测,并且具有很强的破坏性,风力发电机组在地震情况下的安全性必须在设计中考虑.文章介绍了风力发电机组地震设计标准,分析了地震载荷计算原理.最后根据2 MW陆上双馈风力发电机组,分析了地震载荷对风力发电机组各个部件设计的影响,为风力发电机组地震载荷计算提供了参考经验.     

基于POT极值理论的风力发电机组载荷测试分析与应用

针对传统风力发电机组叶片的载荷测试以及寿命预测分析的效率问题,设计了一种新型风力发电机组叶片载荷测试系统,利用POT极值理论结合GPD分布和威布尔分布对载荷谱进行外推,为疲劳检测提供可靠的极值载荷信息,并选用Miner线性累积损伤理论对构件进行寿命预测。最后利用FAMOS软件与传统测试方法进行对比,不但保证了测试的准确性,更使载荷分析与寿命预测的效率得到了提高。     

风力机状态监测与故障诊断技术研究

介绍了风力发电机组的基本构成,对风力机常用状态监测技术及主要测量参数进行了分析研究,并分析了风力机部件的常见故障,研究了部件的故障机理,最后,分析研究了适合于风力机的多种故障诊断方法,对国内外风力机状态监测、诊断技术和系统应用现状进行了概述。研究结果对保证风力发电机组安全运行,减少故障发生率,提高风力发电机组的运行可靠性．实现基于状态维修起到了指导作用。     

微型风力发电机组无数字控制MPPT充电器研究

对常用微型风力发电机组结构存在的缺点以及缺乏功率优化控制的现状,提出一种新型的机组结构,实现对机组输出功率的优化控制、对蓄电池充放电周期的优化管理以及对机组在高风速区运行时转速的限制。为了解决常规的最大功率跟踪控制策略因采用数字控制器带来控制成本高的问题,通过合理优化变换器的主电路参数和运行状态实现机组在不同风速下的最大功率跟踪运行,可明显降低微型风力发电机组的控制。通过1.2 k W实验验证理论分析的正确性及所提控制策略的有效性。     

变速风力发电机变流器故障诊断方法

大型变距变速风力发电机组状态的监测与故障的诊断是保证机组长期稳定运行和安全发电的关键。文章针对变速风力发电机组中的变流器电路模型非线性强的特点,利用神经网络非线性映射特性,提出了采用基于波形直接分析的BP神经网络故障诊断方法。该方法能动态监视风力发电机变流器并网电路的工作状态,实时在线进行故障诊断和快速分析,确定变流器故障的部位和性质,可缩短风力发电机的故障停机时间。实际运行结果表明,该方法对变速风力发电机组的状态监测与故障诊断是有效的。     

基于FTA的风力发电机组液压系统故障分析及解决方案

风力发电机组液压系统对机组稳定运行起到至关重要的作用。针对某风力发电机组液压系统建立故障树模型,确定液压系统存在的各种失效模式及层级关系,在此基础上对各个失效模式的影响因素进行分析,针对主要故障给出了解决措施,为风力发电机组液压系统的设计及稳定运行提供参考。     

基于混杂系统的风力发电机组建模与控制

针对风力发电机组系统固有的混杂系统典型特征,运用混杂自动机理论和混合逻辑动态理论建立了风力发电机组的混杂模型,设计了基于自动机模型的全程混杂控制系统,并以1台额定功率为300 MW的变速变桨距风力发电机组为例进行了仿真.结果表明:自动机模型可实现风电机组的全程模拟,自动机的混杂控制系统可满足风电机组全程控制的要求,而且基于混合逻辑动态模型的预测控制也实现了功率输出优化,证明了混杂系统理论应用于风力发电研究领域的有效性和实用性.     

大型风力发电机变桨距控制的建模及仿真研究

采用机理建模方法建立变桨距风力发电机组的各个部件的子模型,包括风速、风轮、传动系统和发电机模型,然后组合成整个机组的数学模型,并采用PID控制算法实现风力发电机组在低风速及高风速下对风能利用率的最大化,最后运用Matlab软件的Simulink环境进行仿真验证。