风力发电机叶片临界除冰功率的数值计算模型及自然环境实验研究

风力发电机叶片电加热除冰技术是目前解决风电场覆冰问题最为经济有效的方法,而临界除冰功率的计算则是该系统设计与运行的关键所在。该文通过开展自然条件下的风力发电机覆冰和临界除冰实验,获得叶片覆冰冰型及相应的临界除冰功率值。进而基于真实的覆冰冰型,通过分析实际临界除冰过程中叶片周围空气流场、过冷却水滴碰撞和叶片表面动态热平衡过程,建立风力发电机叶片临界除冰功率的数值计算模型,并利用上述实验对模型进行验证。结果表明:在该文所处的轻微雨凇覆冰条件下,叶片临界除冰功率处于1000W/m~2的量级,覆冰严重程度是影响该值大小的最主要因素。此外,所建立的模型能够有效地模拟叶片临界除冰过程,所得到的仿真结果与实验结果具有较好的一致性,为寒冷地区风电场的安全稳定运行提供帮助。     

电网故障下永磁直驱风电机组机电暂态全过程等值建模方法

随着风电渗透率的增加,大规模风电并网对电网暂态的影响越来越大,亟需建立可用于大型电力系统暂态稳定分析的永磁直驱风电机组机电暂态模型.目前,永磁直驱风电机组的建模已有较深入的研究,但忽略了电网故障下风电机组运行工况的多状态性,难以通过简化等值的方式准确模拟风电机组在机电暂态过程的外特性,严重制约了含新能源发电的电力系统机电暂态分析.为此,文中考虑了变流器控制响应特性以及低电压穿越措施的影响,分析了电网故障下永磁直驱风电机组的多状态性特征,提出了永磁直驱风电机组机电暂态全过程建模思想;然后建立了多种状态下永磁直驱风电机组的机电暂态等值模型,进而通过推导状态切换条件,建立了永磁直驱风电机组故障全过程的机电暂态等值模型.最后通过仿真验证等值模型的有效性.     

基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析

频率振荡中与自动发电控制(AGC)过程强相关的振荡被称为AGC振荡.基于单机单负荷系统,利用开环传递函数对AGC振荡进行分析,并通过分析不同参数或环节对开环传递函数频率特性的影响,研究其对AGC振荡的影响,结果表明:AGC参数中频差系数及积分系数过大、AGC传输延时过大、机组环节频率特性的幅值过大或相位滞后过大,都会导致系统开环传递函数的稳定裕度过小甚至为负,从而降低系统稳定性甚至引发AGC振荡.分析了机组特性对于AGC振荡的影响:一次调频起作用时,机组环节的幅值将会降低,从而提高AGC模式的稳定性;不同的水火电机组,其原动机环节的相位滞后不同,这会影响开环传递函数的相位裕度,进而影响AGC模式稳定性;机组的开度模式一般比功率模式拥有更快的一次调频调节速度,此时采用开度模式,机组在振荡频率处的幅值更低,系统AGC模式更稳定.特征值分析验证了理论分析的结果,且在多机多负荷系统算例中,验证了基于单机单负荷系统分析得到的结论.