复现风力机五自由度载荷的主动静压加载控制

提出一种复现风力机五自由度载荷的主动静压加载控制方案。将风轮等效成加载盘,并沿该盘的轴向和径向均布若干静压油腔,通过液阻网络主动控制各油腔的静压力来合成并复现载荷波形。给出加载系统的设计方案和十二自由度载荷的加载策略。在此基础上,分析静压加载控制原理并进行仿真实验研究。研究结果表明,采用主动静压加载能复现给定载荷波形,加载单元具有较高的响应速度和载荷复现精度。     

风力发电机组的台风适应性设计方法研究

设计工况决定了风电机组的外部载荷和运行环境。由于目前的风电设计标准没有考虑台风环境的影响,运行于台风地区的风电机组遭到破坏的风险增大,制造和运营成本增加。利用观测到的热带气旋数据分析了台风过程中的湍流强度、阵风特性和风向变化特性,提出了包括台风特性、台风工况、结构失效分析设计、台风控制策略和运维策略的系统性的风电机组台风适应性设计方法。文章基于上述方法,计算分析了风电机组在不同工况条件下的载荷;结果表明,采用本文方法设计的风电机组,应用于台风多发地区,具有更好的经济性和安全性。     

风电机组技术现状及发展方向

风力发电是可再生能源发电的重要形式,也是我国目前重点发展的、具有全球竞争力的战略性新兴产业之一,而风能装备技术的发展则是我国实现可再生能源高比例应用和产业持续健康发展的重要依托。本文详细分析了风电机组技术的发展历程和国内外发展现状,分析了国内外技术的差距与瓶颈,并对风电机组技术在提升结构效率、降低经济成本、增强环境友好性和资源节约利用等方面的发展趋势和市场需求进行了展望。     

风电机组变速与变桨距控制过程中的动力学问题研究

讨论了额定风速以下的变速运行控制和额定风速以上的变桨距控制以及变速与变桨距两种控制策略的相互耦合关系;分析了风电机组主要部件包括叶轮、传动系统、塔架的各阶振动模态以及它们之间的相互影响力;提出了转矩控制对传动系统扭转振动和变桨距控制对塔架前后振动的影响力及控制方案;应用BLADED和MAT- LAB软件对主要控制环节进行设计及参数调整,并对机组的控制效果进行仿真。结果表明,所采用的控制策略和控制算法能够满足控制要求,并能有效地解决动力学问题。     

基于运行数据的风电机组转矩控制性能评估

风电机组的性能评估方法具有多样性及复杂性的特点,基于风电场SCADA系统中采集的大量风电机组运行数据,对风电机组转矩控制的性能评估方法进行了研究。在深入分析风电机组中发电机转速与发电机转矩关系的基础上,提出了风电机组在最佳风能利用系数Cp(max)跟踪区内的转矩优化控制的性能评估方法。通过筛选有效数据,拟合计算出风电机组的实际运行转矩增益系数;再通过与理论最优转矩增益系数进行对比,找出风能捕获能力较弱的风电机组,进而采取措施提高其发电量。通过软件仿真及案例分析表明,该方法在不增加设备及成本的情况下,可有效识别因转矩控制的性能差而影响发电量的风电机组,以便及时进行控制策略调校,维护风电场的利益。     

基于转矩随动控制的风电机组最优发电研究

提高变速变桨风电机组的能效转化率是风电机组整机设计人员追求的重要目标。大型商业化机组中,通常采用转速-转矩查表法来实现最佳叶尖速比跟踪。由于受到发电机最小并网转速与额定转速的约束,查表法在这两个边界转速上,只能采用斜率较大的过渡曲线来表征转矩与转速的对应关系,这影响了输出功率的平稳性,缩短了最佳叶尖速区,减少了机组的发电量。提出一种转矩随动发电机转速变化的风电机组最优发电控制实现方法:在全风速运行范围内,基于一个统一比例积分(PI)转速转矩控制器,根据发电机转速,动态设定输出转矩限值的方法。该方法可解决风速的不可测量性、风速变化不可跟踪性等难题,实现额定风速以下最大风能捕获的控制目标。仿真分析与现场测试结果表明,该算法具有良好的稳定性与动态性能,提升了机组的能效转化率。该控制算法逻辑实现简单,易于风电行业控制器推广,有较高的实际工程意义。     

基于历史运行数据的风电机组风向标测量误差校准方法

为消除风电机组风向标测量误差对偏航控制精度的影响,减少因偏航误差过大造成的发电量损失,提出基于历史运行数据的风向标测量误差校准方法。首先采用改进的DBSCAN聚类算法清洗数据样本,然后通过消除多余影响因素、双调和样条插值及发电性能量化等分析方法辨识出风向标的测量误差,最后根据辨识结果对偏航控制系统零位参数进行修正。现场实验表明,该方法能够有效校准风向标的测量误差、提升机组的发电性能,风向标测量误差大于3°时,校正后风电机组的理论年发电量能够提升1%以上。     

大型风力发电机组独立桨叶控制系统

设计出独立桨叶控制系统的机构方案，依据空气动力学分析，提出模糊控制结合以桨叶空间方位角作为主体因素的加权系数的控制策略，建立了系统模型，仿真结果表明，在风速高于额定风速时，作用在桨叶上的负载波动大为减小，输出功率维持在额定功率附近。     

风能利用可望成为我国21世纪的新兴产业

介绍了发达国家风力机工业发展概况及风力机制造业的技术特点,介绍了国内的现状,讨论了国产化与产业化的可能性,分析了经济效益与社会效益。     

关于水平轴风力发电机组自振周期计算的一种简化方法

结构自振频率的计算通常极为繁琐，特别是对于不规则的结构，即使求助于计算机进行编程计算也不一定能得到精确解。本文介绍一种集中质点法，通过对风力机结构进行某种简化，可迅速有效地计算出其基本自振频率。