风电机组偏航制动器断裂螺栓取出器的设计与应用

介绍了风电机组偏航制动系统的工作原理,对偏航制动器螺栓断裂原因及危害进行了分析。针对目前风电机组偏航制动器断裂螺栓取出难度大的问题,设计了风电机组偏航制动器断裂螺栓取出器,通过断裂螺栓取出器台钻和断裂螺栓中心定位器配合使用,能够有效解决断裂螺栓取出困难的问题。将断裂螺栓取出器在内蒙古恒润新能源有限责任公司恒润风电场进行了现场应用,效果良好。     

状态监测在风电机组齿轮箱上应用的探讨

状态监测不仅适用于风电机组齿轮箱，同时适用于风电机组的主轴，发电机和偏航系统轴承状态的监测，状态监测可以对风电机组进行故障诊断，还可以针对正在运行的风电机组，进行运转状态的全过程监测。     

双馈风电机组并网暂态稳定性研究

构建了双馈风电机组的数学模型,着重分析了其在恒功率因数和恒电压控制两种运行方式下的无功电压控制原理,在Matlab/Simulink工具中搭建风电并网系统模型,仿真结果表明恒电压控制方式能使双馈风电机组充分发挥其无功调控潜能,故比恒功率因数运行方式更好地改善风电并网系统的暂态稳定性。     

大型风力发电机偏航系统控制策略研究现状及展望

偏航系统控制策略直接决定着风力发电系统的经济效益。本文在介绍偏航系统工作原理的基础上,把风力发电机偏航系统控制策略分为重启对风策略和执行对风策略,并分别评述了研究现状。分析结果表明当前业界的研究热点主要集中于偏航系统执行对风策略方面,偏航系统重启对风策略新的研究开展较少。文中在量化分析偏航系统实际运行数据、风电场风速风向实测数据及风电机组功率曲线的基础上,指出传统的偏航系统重启对风策略存在过多将偏航系统寿命消耗在低风速区的不足,影响了偏航系统寿命周期综合经济效益;偏航系统重启对风策略制定需综合考虑风电场实际风能特征、风电机组发电功率特征等因素,研究能实现偏航系统动作寿命的高效利用的新型重启对风策略具有重要的价值,值得关注。     

基于运行数据和高斯过程回归的风电机组发电性能分析与监测

采用SCADA运行数据,结合风电机组的运行原理,详细分析了对发电性能有密切影响的因素,包括环境因素及机组各个子部件如变桨系统、偏航系统、控制系统的运行状态。采用适合风电机组运行数据强随机性和高噪声特点的高斯过程回归方法建立了发电性能模型。该模型表征了机组发电性能正常时风能利用系数与其影响因素之间的复杂关系,将实时运行数据作为发电性能模型输入,通过分析模型预测残差能够实时监测风电机组发电性能的异常变化。通过风电场实际运行数据仿真,验证了所提方法的可行性。     

变频偏航控制器的研究

风电机组偏航系统是一个时变、多变量、非线性、强耦合的系统,将传统的直投模式用于风电机组偏航系统,很难得到期望的鲁棒性、稳定性等控制性能同时还会造成很严重的机械损耗问题.针对以上问题,以异步电机矢量控制原理为基础,设计了一种无速度传感器电机控制的变频偏航控制系统.该偏航系统采用主动迎风的方式,通过风向传感器获取机舱的相对风向,由DSP控制偏航电机软起动、软停止,从而使偏航控制系统能够自动跟踪风向.试验证明,采用DSP控制电机软起动、软停止,运行精度高、实时性好,系统能准确且快速地使机舱对风,同时减少系统的机械损耗.     

变速恒频双馈风电机组分段分层控制策略的研究

针对并网后变速恒频双馈风电机组的优化运行及其与电网的协调问题,依据分段分层控制思想,提出了变速恒频风电机组的并网控制策略:按照风速将风电机组的控制分为两个阶段,即低风速的最大风能追踪控制阶段和高风速的恒功率控制阶段,同时依据分层思想将风电机组电气部分的控制分为参考值的整定和对参考值的跟踪两层控制.利用该分段分层控制策略,对北方某风电场及其接入系统中风电机组的运行特性和接入系统中关键性节点的电压特性进行了仿真分析,结果表明该控制策略不但可以实现风电机组的优化运行,而且能较充分地发挥风电机组中双馈发电机的无功调节能力,提高风电机组并网后的电压稳定性,保证全网无功优化运行.     

基于最佳叶尖速比的风电机组静态偏航 误差分析及检测方法

风电机组的偏航误差降低风能利用率,危害机组运行安全。风向传感器零点偏移角是风轮轴线和传感器零点之间的夹角,其使风轮不能完全对风,造成风电机组的静态偏航误差。提出基于最佳叶尖速比的功率趋势分析方法,检测风电机组的静态偏航误差。先由输出功率曲线确定机组运行于最大风能捕获模式的风速区间,再结合叶尖速比曲线确定该模式下的最佳叶尖速比风速区间。建立了二维累加功率模型,将SCADA系统的输出功率数据先后按照偏航角和风速两个维度累加,得到各风速区间内输出功率随偏航角变化的曲线。根据空气动力学贝兹理论,在最佳叶尖速比风速区间内,输出功率最优值对应的偏航角等于风向传感器零点偏移角。利用激光雷达测风仪在冀北风电场进行实际测试,结果验证了功率趋势分析方法具有较高的误差检测精度,也说明了选择最佳叶尖速比区间的必要性。     

海上风电机组偏航系统抗台风优化控制策略

鉴于台风风速的强非平稳性会导致较大的风力发电机组极端荷载,风电机组偏航系统频繁启停会影响机组安全稳定性的问题,设计了一种变结构模型参考自适应转速辨识器,用于对风电机组偏航电机的转速进行有效辨识,通过建立偏航电机无传感矢量控制系统来达到优化偏航系统抗台风控制策略的目的。所提出的控制策略在风场进行了试验验证,其结果表明,风电机组偏航电机能快速响应使风轮追踪主风向,叶片根部和塔筒底部的等效疲劳载荷至少降低了1.28%,机组的叶尖速比和风能捕获系数分别稳定在0.948和0.483附近,偏航次数降低了13.5%。     

基于机舱式激光雷达测风仪的风电机组偏航控制偏差测试方法

偏航控制系统是水平轴风电机组控制系统的重要组成部分,风电机组安装之后,受到叶轮紊流、偏航控制策略、风向标零位安装方位角等的影响引起机组偏航控制偏差的出现,直接影响了风电机组的经济性和安全性。分析了偏航控制偏差产生的原因,提出了一种基于机舱式激光雷达测风仪的风电机组偏航控制偏差测试方法,并通过对现场测试数据的分析,提出了考虑风速变化的分段优化方法和建立来流风向和机舱位置风向的传递函数方式对偏航控制偏差优化的建议,提升在运风电机组的发电性能。     

变速恒频双馈风电机组控制模式对电网稳定影响及其对策

以实际电网为例,分析以变速恒频双馈风电机组组成的风电场并网运行对系统电压稳定性的影响,并对风电机组不同控制模式下运行状态对系统电压稳定性水平的影响进行比较。仿真结果表明,采用恒电压控制的变速恒频双馈风电机组,因为能够控制机端电压,所以在维持风电场并网后的系统电压稳定方面较恒功率控制方式具有较大的优势。静止无功补偿器(SVC)可为系统提供快速动态无功功率支撑,采用恒功率控制方式的风电机组安装SVC设备后,可以明显提高电网电压的暂态水平。     

风电不同外送输电系统低电压穿越特性研究

随着风电机组安装容量不断增加,风电场在电网故障情况下的暂态运行特性变得尤为重要。本文应用PSCAD软件建立了分别含有直驱永磁风电机组、双馈感应式风电机组的风电场动态模型,并研究了2种模型对电网暂态稳定性的影响。仿真分析了风电场-电网系统的传输线路上分别发生对称故障和不对称故障2种工况时,风电场中2种机组的低电压穿越能力以及在加装无功补偿装置后风电场低电压穿越能力。比较不同风电机组有功功率、无功功率和直流电压的特性,得出以下结论:双馈感应式风电机组虽然可以通过串联制动电阻提高低电压穿越能力,但在故障消除后电网电压的突变对双馈机有一定的影响,其对电网具有很强的依赖性;直驱永磁风电机组由于自身结构的特点,在电网故障时具有较好的运行特性,有利于优化电能质量。针对风电场不同机组采用无功补偿装置来提高故障时电网电压恢复能力,维持系统稳定运行。     

基于数据统计的偏航系统故障诊断研究

针对风电机组偏航系统隐性故障及诊断,研究风力发电机偏航系统跟风性能,提出基于风机运行SCADA系统特征数据提取的偏航系统故障诊断方法.计算风场风向角度变化和风机偏航角度变化的差值,根据正态分布和置信区间判断此差值是否超过阈值,实现对风机偏航系统的故障诊断.案例分析结果表明该方法能准确地识别故障风机.     

大容量永磁同步风电机组系统谐振与抑制策略

风电机组变流器是变速恒频风电机组的核心部件,变流器电网侧滤波器在保证良好并网特性的同时也给系统带来了谐振稳定性问题.基于风电机组变流器网侧滤波器动态特性进行分析,揭示了风电机组谐振机理,提出了虚拟变阻尼谐振抑制策略.在MATLAB/Simulink中建立了2.0 MW直驱型永磁同步风电机组仿真模型,实现了风电机组谐振与抑制的全过程仿真.利用电网谐波发生模拟装置,首次在2.0 MW永磁直驱风电机组上进行了机组谐振与抑制现场试验.仿真与现场试验证明了理论分析的正确性与谐振抑制策略的有效性,对实际运行时风电机组的谐振问题和风电机组变流器设计具有指导意义.     

有效提高风电机组工作效率新技术

测风系统作为风电机组运行控制数据来源,在风电机组运行控制中起着重要作用.测风系统测量数据的准确和获得信息的快慢是衡量测风系统性能的关键因素,也是风电机组准确控制、提高运行效率的保证.介绍加拿大CATCH THE WIND LTD公司(以下简称CWL)利用光纤激光技术新开发的捕风设备,该设备可提前并准确地预测风的信息,然后在充裕的时间内调整偏航(包括逻辑经济性评估),弥补了传统测风系统的缺陷,充分提高了风机的效率及稳定性.     

双馈风电机组运行方式对系统电压稳定性的影响

双馈风电机组运行方式的选择对并网系统电压稳定性有着重要影响,目前有恒功率因数和恒电压运行2种方式,其本质区别是无功调度和电压控制策略的不同。在建立双馈风力发电机的简化动态模型基础上,提出与2种运行方式相对应的控制策略,并运用静态连续潮流法、准静态时域仿真法以及时域仿真法分别研究不同并网方式下风电机组输出功率的变化对系统电压稳定性的影响。仿真结果表明,2种运行方式下系统电压均可维持在限定范围内,而恒电压控制方式由于充分发挥了双馈风电机组的无功调节功能,在改善系统电压稳定性方面比恒功率因数运行方式具有更大的优越性。     

1.5MW双馈式变速恒频风电机组控制系统研究

变速恒频风电机组具有风能转换效率高、能吸收阵风能量、可以实现发电机和电力系统的柔性连接、“零冲击”并网、运行噪声小等优点,是国际上现代风力发电的主要发展方向之一。文章针对变速恒频风电机组的变速控制方式进行了研究,且以兆瓦级变速恒频风电机组为模型,对几种变速控制策略进行了仿真。并在对分析仿真结果的基础上,结合大型变速恒频风电机组的整机特点和控制方法的可行性,采用了功率闭环的变速控制策略;最后在自主研发的1．5MW变速恒频风电机组控制系统及变流器样机上,对变速运行的功率控制策略进行了大量实验和长期的现场试运行,验证了变速控制方式的可行性与实用性。     

高渗透率风电并网对电力系统失步振荡的影响

随着风电并网规模的持续增长,风电对电力系统失步振荡的影响不可小觑。文中利用PSD-BPA仿真软件建立"风火打捆"等值单机无穷大系统,创新的采用解列装置动作的时效性作为判断系统失步程度的依据,从风电并网比例、风电场是否配备无功补偿、风机类型以及风电机组运行方式四个方面仿真分析风电并网对电力系统失步振荡的影响。结果表明,对应以上四方面当风电并网容量越多、风电场具备无功补偿、采用笼型恒速风机及风机采用恒电压运行方式时有利于抑制系统的失步振荡,提高系统的暂态稳定性。     

水电机组制动风闸复归信号故障原因分析及处理

某水电站发电机组采用机械风闸制动方式,实际运行中由于制动风闸复归信号动作不可靠,导致机组自动开机时顺控流程判断机组制动风闸全部复归条件不满足,多次开机失败,影响机组自动开机并网成功率。采取增加风闸行程开关和风闸监视信号、优化自动开机流程等改进措施,经多次动作测试,信号准确无误,保证了机组正常开机。     

双馈风电机组低电压穿越能力的研究

随着风电机组容量的逐年增大,为减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电提出了新要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,结果表明：双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。