风电机组电变桨系统故障诊断

风电机组中的电变桨系统作为一个旋转部件,极容易出现不可预见的故障。着重介绍了风电机组电变桨系统的机械组成、控制原理及电气组成,为充分了解风电机组中的电变桨系统,及时处理变桨故障,提高风电机组可靠性提供参考。     

大型风电机组变桨技术研究

变桨控制是大型风电机组控制的核心,变桨技术在大型风电机组中占据着重要位置。加强对变桨技术的研究具有重要意义,是进一步提升大型风电机组性能的必然要求。独立变桨控制技术的应用能够有效减少风电机组关键部件的载荷。加强对变桨技术的研究是进一步提升大型风电机组性能的必然要求。本文将重点探讨大型风机机组液压变桨和电动变桨技术。     

风力发电机组变桨系统优化设计与实现

现阶段,伴随国家对新能源鼓励、支持力度的日渐增大,风机装机容量的日渐提高,年均增速达30%。为了能够实现风电机组成本的降低,风电机组尺寸持续增大。受机组日渐大型化的影响,变桨系统在其中发挥的作用越来越大。本文以风力发电机组变桨系统为例,首先对其基本构成及原理进行了简要分析,分别从后备电源、编码器、变桨控制器等方面,探讨了其优化设计与实现策略。     

风机变桨齿轮磨损分析与计算

在详细分析风电机组变桨系统结构与载荷特性的基础上,基于齿轮承载能力分析,得到了齿轮副安全系数与极限磨损量的计算关系。通过对某机型风机变桨系统齿面磨损实际案例进行分析,验证该方法的可靠性,可为变桨系统的磨损监测、维护提供参考。     

电网扰动故障下双馈风电机组建模及模型验证

针对分析风电机组并网对系统稳定性影响,需要建立风力发电机的模型的问题,对电网扰动故障下双馈风电机组的模型进行研究,并且开展了模型有效性验证。首先,建立了用于电力系统仿真计算的包括电网扰动模型、双馈发电机模型、变流器模型、风轮模型、传动链模型、变桨模型、变速变桨控制模型等的双馈风电机组模型。然后以WD77-1500型双馈风电机组为例子,在Matlab/Simulink环境下,搭建出该机型的仿真模型,并研究双馈风电机组在电网扰动故障下的动态响应特性;最后,通过分析对比模型仿真结果和现场低电压穿越测试结果,验证了该模型的正确性和有效性。模型验证结果表明,所搭建的风电机组模型适用于后续的风电场建模和研究对电力系统稳定性的影响,具有重要的工程应用价值。     

海上风力发电机变桨系统超级电容的容量检测方法研究

对海上风力发电机变桨系统超级电容的容量进行及时准确的检测,是风力发电机在发生故障时能进行安全停机的前提。传统变桨系统超级电容的容量检测方法主要是恒流充放电检测法,但传统的检测方法检测结果误差较大,为此,对传统的检测方法进行了改进,并进行了实验。实验结果表明,改进后的检测方法具有检测精度高、速度快等优点,能够在非恒流的条件下对超级电容的容量进行检测。     

浅谈风电机组变桨齿圈磨损原因分析及修复方法

变桨齿圈是风电机组的核心部件之一.风电机组经过长时间的运行后,变桨齿圈易发生磨损.本文以我公司某风场风机为例,分析了其变桨齿圈磨损的原因,并针对该原因设计了修复方法.通过修复,可以确保风机继续稳定运行,同时降低了风场运维成本,提高了风场的经济性.     

风电机组变桨轴承的磨损预警方法研究

针对风电机组变桨轴承磨损情况严重、经济损失大等问题,提出了一种基于数据采集与监视控制(SCADA)数据的风电机组变桨轴承磨损预警的建模方法。以变桨电机电流、桨距角、风速、功率等风机运行参数为基础,利用滑动窗口统计的方法构造了新的特征变量,将特征变量和标签数据导入随机森林算法,进行了模型的训练和验证;然后,建立了一种监测变桨轴承磨损的预警模型;最后,以某风场20台机组历史数据为输入,以机组故障记录为输出标记,在设定了合理的预警规则基础上,建立了变桨轴承的预警模型,并对此进行了实测验证。测试结果表明:该变桨轴承磨损预警模型能提前5 d～30 d发出预警信息,预警准确率平均能达到87.9%;试运行结果表明:该模型具有成本低、效率高、解释性强的特点,在提高机组的安全运行时长,以及降低机组的运维成本方面具有重要意义。     

前端调速式风电机组功率优化控制研究

针对额定风速以上前端调速式风电机组功率优化问题,提出一种基于差分进化算法的功率优化控制策略。以液力变矩调速系统输出转速恒定、机组输出功率平滑为控制目标建立目标函数,采用差分进化算法,对变桨系统桨距角与液力变矩调速系统导叶开度角两个控制参数进行优化,根据优化后参数对风电机组进行变桨与变矩控制,实现对机组输出有功的优化控制。以2 MW前端调速式风电机组为对象进行仿真分析,仿真结果表明,根据本文提出的方法对风电机组进行功率控制,平滑了风电机组的输出功率,减小了功率波动,验证了控制策略的可行性。     

风力发电机组变桨轴承断裂失效分析

变桨轴承是风电机组的关键零部件之一,其可靠性对风电机组的安全运行有重大影响。以某型风电机组变桨轴承断裂为例,对该变桨轴承进行有限元分析,结合理化检测,研究变桨轴承套圈开裂原因。结果表明,该变桨轴承套圈疲劳强度不满足要求,螺栓孔内部有锈蚀坑,在较大循环应力作用下,套圈疲劳断裂。提出了改进及预防变桨轴承失效的措施。     

地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。     

基于PSAT的风机接入电网模型的研究

为了分析不同类型的风机接入电网后,能否与已有电网兼容的问题,在分析了电力系统仿真软件PSAT内置的5阶双馈风力发电机组机模型及其电压、转速和桨角的控制形式的基础上,根据某1.5 MW双馈风机的机械及电气数据,建立了风机接入电网模型及接入电网的典型接线形式,并在潮流计算模块与时域计算功能模块的基础上,编制了仿真程序,最后在阵风与湍流风模型下对风机转速、电压、功率的变化进行了动态仿真。仿真及研究结果表明,运用该方法分析所得结果与实际的风机特性一致,利用PAST内置的风机模型能很好地进行风机接入电网的兼容性分析。     

极端天气下电网故障预警及风险评估模型

为分析台风、暴雨等极端天气对电网正常运行造成的影响并做出风险评估以作应对,提出了极端天气下电网故障预警及风险评估模型。分析了在极大风以及雷电天气影响下电网可靠性能以及风险评估,针对极端气象环境对电力系统的影响进行了分析,建立了极端天气条件下的电网故障评估模型,提出了电网韧性指标,利用 Credal 集合对可靠性评估进行分析,其中应用人工神经网络进行潮流计算。最后通过仿真分析论证了所提方法的有效性。     

超级电容辅助发动机启动系统建模

超级电容功率密度高,放电电流大,适合于大电流应用场合.将超级电容应用在发动机启动系统中.并介绍了一种建模方法,用来分析超级电容辅助发动机启动系统的特点.     

新能源主动支撑电网能量获取及调配策略研究

为满足新能源风电主动支撑电网的调频需求,实现风电大比例友好接入电网,分析了风机实物轴上能量获取及转化特征,推导了实物轴上惯性能变动量化公式,同时推导了变桨方式能量调配计算方法,得到三维动态联合储能及能量调配控制实现策略.然后,把风机能量调配策略应用于风机虚拟同步机控制中,设计了风机虚拟同步机控制策略,融入正常风机控制逻辑中,实现了风电主动支撑电网的控制策略.控制策略经仿真及现场实验的检验,结果表明,风机能量调配策略能精确预留风机调频备用能量,风机虚拟同步机控制能实现电网主动支撑.     

基于复合电源恒流控制的电动车再生制动系统研究

超级电容具有功率密度大的特点,将其作为电动车的辅助电源,能够弥补动力电池功率密度低的缺陷。以电动车再生制动系统为研究对象,建立由直流无刷电动机和Buck-Boost型DC-DC变换器、超级电容组及控制器组成的复合电源的电动车再生制动系统的数学模型。为对电动车再生制动系统模型进行验证,设计开发再生制动模拟试验系统,采用小功率直流无刷轮毂电动机驱动系统模拟电动车驱动系统,采用飞轮惯性矩模拟电动车惯性负载。在此基础上对再生制动系统数学模型进行仿真计算和试验验证,结果表明所建立的数学模型准确有效。以制动过程中制动力矩波动范围小为目标,采用恒流控制策略对电枢电流进行控制。仿真结果表明,由动力电池和超级电容组成的电动车复合电源,能够有效吸收再生制动能量,所采用的恒流控制策略能够实现制动过程中的制动力矩稳定及较高的能量回收效率。     

含DG的多电源配电系统的故障分析

分布式发电系统广泛应用于配电网后传统的单电源供电模式变为多端电源供电模式,从而导致系统潮流分布和拓扑结构发生改变,使各线路发生故障时的短路电流大小和流向发生根本性变化,同时会对配电网继电保护装置的配置和动作整定值增加难度.针对上述问题,研究了由大系统、风电场、地方热电厂三方供电组成的多电源复杂配电系统,通过建立35 kV配电系统模型的等效电路,重点分析了风电场接入后,风电场接入线路上以及相邻线路上发生三相短路故障时,对系统各母线电压和各线路电流的影响,以及故障点位置对系统故障分量的影响,从而为多端供电网络的保护策略的研究提供了依据.研究结果表明,分布式电源接入配电网后,线路故障分量与分布式电源的输出功率以及分布式电源接入位置直接相关.     

失速型和变距型风力机的性能比较

扼要介绍了并网风力机的模型，并分别对失速型风力机和变距型风力机的偏载性能进行计算和比较。结果表明，变距型风力机风能利用系数高，在高风速时所受的载荷小。     

基于模糊控制的风机电动变桨距系统仿真

在介绍风力发电机电动变桨距系统的基础上,以实现对桨距角变化的精确控制为目的,对电动变桨距系统进行设计并提出对变桨距系统控制器的设计.针对风力发电系统的非线性、时变和强耦合的特点,将模糊控制引入到变桨距控制中,在高于额定风速的情况下,根据主控制器由风速变化计算出的桨距角变化量,调节桨叶的位置.最后利用Simulink构建...     

TSC无功补偿控制策略研究及仿真分析

针对工厂中负载功率因数较低、电网向负载传输的无功功率较大,而导致电网电能损耗增大,电网电压不稳定的问题,对TSC动态无功补偿的原理和传统控制策略的弊端进行了研究,对基本控制策略、九域图控制策略、模糊控制策略进行了归纳,提出了一种基于模糊控制的改进型九域图无功补偿模糊控制策略,利用Matlab构建仿真模型,对用电负荷大小和功率因数发生突变时改进型控制策略的实时监测和控制性能进行了仿真。研究结果表明,以晶闸管投切电容器作为无功补偿方式的改进型无功补偿控制策略能实时快速地监测电网状态变化,并精准完成电容器投切动作,电网参数在一个电压周期内调整完毕并趋于稳定,功率因数波动幅度小,无过补偿,无投切振荡,系统反应迅速灵敏。